ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА
КНИГА ВТОРАЯ

ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА
СПРАВОЧНИК ГЕОФИЗИКА
в двух книгах
Под редакцией
доктора геолого-минералогических наук
В.К. Хмелевского
и доктора технических наук
В.М. Бондаренко
КНИГА ВТОРАЯ
2-е издание,
переработанное и дополненное
цш
МОСКВА "НЕДРА" 1989

ББК 26.2
Э45
УДК 550.837(031)
Рецензент д-р техн. наук Ю. В. Якубовский
1804050000—233
Э 043(01 )-89 94~89
ISBN 5—247—01853—2 © Издательство «Недра», 1980
ISBN 5—247—01839—7 © Издательство «Недра», 1989, с
изменениями и дополнениями

МЕТОДЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
Из многочисленных модификаций радиоволновых методов
применяют в основном три метода: радиокомпарационный (радио-
кип), радиоволновое просвечивание (РП) и радиоволновое
зондирование (РВЗ). К РП относится не только вариант
«просвечивания» между скважинами или горными выработками, т. е.,
как его называли, радиотеневой метод, но также исследование
пространства вокруг одиночных выработок и скважин.
В высокочастотных методах используются электромагнитные
поля, создаваемые либо портативными передатчиками (РП и
РВЗ), либо радиостанциями, вещательными или специального
назначения (радиокип). Наблюдения проводят на поверхности
земли, в воздухе, под землей, в горных выработках и буровых
скважинах. Наиболее низкие частоты (10—450 кГц)
используются в методе радиокип, наиболее высокие (0,1—40 МГц) —
в методе РП.
ГЛАВА I. ОСНОВЫ ТЕОРИИ
§ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Прямые задачи высокочастотной электроразведки решаются
либо расчетным путем, либо с помощью физического
моделирования.
Преимущество первого метода — возможность получения
зависимостей и характеристик поля в общем виде. Однако
математические модели, которые берут за основу решения, —
приближенные, поскольку обычно принимаются упрощенные
физические, геометрические характеристики объектов и структура
первичного поля.
Физическое моделирование в принципе является более
универсальным методом, но не всегда возможно соблюдение
критериев подобия реальным условиям, особенно при наличии
нескольких сред.
3

Электромагнитные величины
Электромагнитное поле характеризуется различными
векторами: Н — напряженность магнитного поля, А/м; Е—
напряженность электрического поля, В/м; /—плотность
электрического тока проводимости, А/м2; D — электрическая индукция,
Кл/м2; В — магнитная индукция, Тл.
Среда обладает следующими электромагнитными
свойствами: абсолютной диэлектрической проницаемостью еа, Ф/м;
абсолютной магнитной проницаемостью jia, Гн/м; удельной
электрической проводимостью о, См/м; удельным электрическим
сопротивлением р=1/т, Ом-м.
Для свободного пространства (а также воздуха)
е0 = 10"9Ф/м; ^0=4я.Ю"7 Гн/м; а0=0; р0=оо.
36 л
Относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости:
8 = 8а/ео, jX = |Xa/|Xo.
Дифференциальные уравнения
Для проводящей среды, содержащей источники поля,
основные уравнения Максвелла имеют вид [3, 4, 7, 8, 12, 14, 15, 16,
17, 19, 22, 88, 97, 106]
ст>
(1.1)
rot Е=— dB/dt+/м ст,
где /э ст — плотность тока в источниках электрического типа,
которые можно представить как совокупность элементарных
излучателей — электрических диполей; /м ст — плотность
фиктивного магнитного тока, который в простейшем случае (магнитный
диполь) может быть физически представлен витком тока с
изменяющимся во времени моментом.
Уравнения (1.1) должны быть дополнены материальными
уравнениями
3=гЛ В = *1аЯ, /=о£, (1.2)
а также уравнением непрерывности
div7+<W<3/=0, (1.3)
где р3 — плотность зарядов.
4

В дальнейшем рассматриваются только гармонические
колебания вида elwt, для которых уравнения (1.1) записываются в
виде
—»- —»- -*
rot Н = шгкЕ+]'эст,
(1.4)
TOtE = — Ш\1аН + ]'МСТу
где бк = 8а—to/(о — комплексная диэлектрическая
проницаемость (существует также понятие относительной комплексной
диэлектрической проницаемости ек/ = ек/ео); со = 2д/ — круговая
частота.
Для решения уравнений (1.4) используют электрический ГЦ
и магнитный Пм векторы Герца.
В случае источника электрического типа
# = t(DeKrot Пэ. (1.5)
Подстановка (1.5) в (1.4) дает волновое уравнение
У2Пэ + ^2Пэ = -(1//(оек)Тэст, (1.6)
где k — волновое число среды, содержащей источник.
Поле Е связано с вектором Герца:
if= £2пэ+gr a ddivfL (1.7)
Поля, создаваемые источниками магнитного типа,
описываются выражениями, аналогичными (1.5) — (1.7), в которых поля
Е и Н меняются местами, величина ек заменяется на ^ха, а Пэ —
на Пм.
Решение задач электродинамики сводится к нахождению
корней уравнения (1.6), которые удовлетворяли бы условиям
непрерывности тангенциальных составляющих £ и Я на
границах сред с различными электромагнитными свойствами и
полного затухания поля на бесконечности. Обеспечение граничных
условий — наиболее трудная задача, для решения которой
разработан ряд математических методов.
Поле источников в однородной среде
Для таких условий решение уравнения (1.6),
удовлетворяющее условию на бесконечности, выражается формулой [3, 16,
19, 88]
^ *4Л0)8К J Г

где г — расстояние от точки наблюдения Q до источников,
расположенных в объеме V. Аналогичная формула имеется для
источника магнитного типа.
Векторы Герца магнитного и электрического диполей,
имеющих малые размеры по сравнению с г и с длиной волны А,,
записываются следующим образом:
Пэ<с?) = [Я/(1"4яюек)]ехр (—ikr)/г,
ПМ(<5)= (М/4л) exp (—ikr)/г,
(1.9)
где Р = П — электрический момент диполя длиной /; М= (IS)§ —
магнитный момент контура площадью s; / — ток в диполе или
контуре; 5 — единичный вектор, перпендикулярный к плоскости
контура.
В результате дифференцирования по формулам (1.5) и (1.7)
получаются общие выражения для составляющих поля
электрического и магнитного диполей, помещенных в центре
сферической системы координат (рис. 1.1):
Ле = Ло[ехр (— ikr)/r][l/(k2r2)+i/(kr) — l]sin0,
(1.10)
Лг = 2Л0[ехр (— ikr) /r][l/ (k2r2) +i/ (kr)]cosQ, (I.ll)
Вф = В0[ехр (— ikr) /r][l — i/ (kr)] sin Q. (1.12)
В случае электрического диполя под А подразумевается поле
£, под В — поле Н. Для магнитного диполя обозначения
обратные. Величины Л0 и В0 не зависят от координаты точки
наблюдения и выражаются формулами
A0 = E30 = P[k2/(4neKito)l
В0 = Нэ0 = -Р[к/(Ш)]
для электрического диполя и
Л0 = #мо = М(62/4я),
(1.13)
(1.14)
РИС. 1.1. Поле диполя в
однородном пространстве
B0 = EM0 = M{(i)k\ia/4n)
для магнитного диполя.
Процесс распространения волны
вдоль луча г характеризуется
волновым числом
(1.15)
k = СО ]/^а8к = Р —(а-
6

HI1
7
b
3
2
10
7
b
3
2
H
7
b
3
to'1
7
5
j
2
7
5
3
2
1/7-З
^fc
к
\Ь
fc^r
^Tj*-!
£^l
3>T
l^r
rf
T
T
_^
нИ"
TTJJ
<5?См/м
*0
/J
r1
-2
10
2-10
-2
10'
2-10
5-10
"3
-J
2-104*
0,00123 570,0123 570,1 23 571,0 23 5fTHTu,
РИС. 1.2. Зависимость коэффициента поглощения а от проводимости среды
и частоты поля
Волновое число — комплексная величина. Его
действительная часть р называется фазовой постоянной, а мнимая а —
коэффициентом затухания (поглощения) волны:
Р = ©"^(*W2) [/1 +а/(соеа)+ l] ,
ос = со1/ (|1а^/2)[1ЛГ+5/(50 —1]
а. 16)
(1.17)
Фазовая постоянная р определяет длину волны в среде и
скорость ее распространения:
Х = 2я/р, w = ©/p. (L18)
Коэффициент поглощения а характеризует степень
уменьшения амплитуды волны с увеличением расстояния г. Значения а
для сред с различной проводимостью проводятся на рис. 1.2.
Если отношение токов проводимости и смещения п =
=о/((08а)<1 (слабопроводящая среда, диэлектрик), то
Р ^ СО Yb&Vb » К <* = 0/2 l/fia/ea> ^ = 2я/Й.
Если/г>1 (среда с хорошей проводимостью), то
а ^ |5« ]/o)[iaa/2, Л = 21^2 л/ |/o)jiaa .

Согласно формулам (1.10) — (1.12), можно выделить три
зоны, характеризуемые различными значениями kr: ближнюю с
квазистационарным полем (6г<1), промежуточную (kr&l)
и дальнюю (&г>1).
Для ближней зоны определяющими являются члены формул,
пропорциональные (kr)~2 и (&г)~3, для промежуточной нужно
учитывать все члены. Для дальней зоны
Лв=Ло[ехр (— ikr)/r] sin Q,
(1.19)
£ф = £0[ехр (—ikr)/r] sin Q, Лг«0.
При расчетах можно принимать, что дальняя зона
начинается с расстояния г^% (при этом \k\r^2n). Формулы (1.19)
описывают волну, поверхности равных фаз которой
представляют собой сферы. На участках, размеры которых значительно
меньше г, фронт волны можно считать плоским, а изменением
величины г в знаменателе можно пренебречь. Такие волны
называются плоскими и характеризуются составляющими
Л9 = Л0/ехр (—ikr),
(1.20)
Др=В0'ехр (—ikr),
где Ао\ Во' — значения амплитуд составляющих в какой-либо
точке пространства, от которой отсчитывается расстояние г.
Как для сферической, так и для плоской волны отношение
напряженностей электрического и магнитного полей — величина
постоянная, называемая волновым сопротивлением среды
(импедансом):
Физическое моделирование
Моделирование применяют главным образом для изучения
электромагнитного поля в присутствии локальных неоднородно-
стей с повышенной или пониженной электропроводностью
[13, 16].
Задачи радиопросвечивания моделируют следующим образом.
Помещают источник поля и модели в ванну с электролитом.
Если размеры ванны достаточно велики (влияние волн,
отраженных от ее стенок, незначительно), то вмещающую среду
можно считать однородным пространством. В этом случае для
перехода от натурных условий к параметрам модели используют
электродинамический критерий подобия
*м/м = *н/н, (1.21)
где k — волновое число среды и I — линейный размер. Здесь
и ниже индекс «м» относится к модели, «н» — к натуре.
8

Формула (1.21) предполагает равенство действительных и
мнимых частей, откуда можно получить
Р* = РвУТК Мнол, (1.22)
.fu-fuVbfctMw (I.23)
где ММод=/м/^н — масштаб моделирования.
В качестве вмещающей среды обычно используют водные
растворы солей с ем = 81. Подбирая соответствующие рм, /м и
Л1Мод, можно исследовать варианты со всевозможными
значениями рн, /н, 6н.
Задачи метода радиокип моделируют, установив источник
поля в стороне от ванны на расстоянии г>Хо (в дальней зоне).
Поскольку волна распространяется в двух полупространствах
(воздух и электролит), в дополнение к (1.21) должен быть
соблюден критерий подобия для верхнего полупространства •
&0м/м = &0н/н, (1-24)
где k0 — волновое число воздуха, равное оУцово.
Критерий подобия может быть записан также как
/м = /н/Л*МОд. (1.25)
Критерии (1.22), (1.23), (1.25) совместимы только при
условиях
Рм/рн=/н//м = Ммод, ем = 8н. (1-26)
Таким образом, для полного соблюдения подобия необходимо
подбирать среду с ем = ен, что составляет большую техническую
трудность: горные породы характеризуются е=2ч-50, а ем при
использовании водных растворов солей равна 81. Такое
препятствие исчезает при достаточно низких частотах (/н<20 кГц),
когда токи проводимости преобладают над токами смещения и
8 можно не учитывать.
Техника и методика моделирования сводятся к следующему.
В качестве модели вмещающей среды обычно используют
раствор NaCl, удельное сопротивление которого в зависимости от
концентрации можно изменять от 0,1 до 10 Ом-м. Модели
локальных неоднородностей изготовляют в виде форм из неиска-
жающих перегородок (ионообменная смола МК-40 на
капроновой основе), заполняемых раствором NaCl. Кроме того,
используют следующие материалы с сопротивлением, Ом-м:
Дюраль 2,8-10""*
Железо 10"7
Графит 5-Ю""6
Эпоксидная смола с графитовым порошком . . 0,03—10*
Колчеданная руда 0,01—1
Резина с сажей 102— 10я-
Оргстекло 2-1010
»

Поле создают с помощью стандартных генераторов, а
измерения производят стандартными измерительными приемниками,
измерителями помех, микровольтметрами с диапазонами частот
в пределах 0,1—400 МГц.
При моделировании задач метода радиокип для излучения
используют вертикальную штыревую антенну. Прием
осуществляют на миниатюрную рамку с ферритовым сердечником или
на два электрода, контактирующие с раствором. Датчики
соединяются с измерителем через выносной усилитель с
симметричным входом. Их располагают вблизи поверхности раствора и
передвигают на каретке вдоль координатной системы. Модели
подвешивают в баке на разной глубине.
При моделировании задач радиопросвечивания излучение и
прием осуществляют одинаковыми рамками или
симметричными вибраторами, изолированными от среды. Датчики
перемещают относительно неподвижной модели.
§ 2. НОРМАЛЬНОЕ И АНОМАЛЬНЫЕ ПОЛЯ
УДАЛЕННОЙ РАДИОСТАНЦИИ
Поле над однородным полупространством
и двухслойной средой
Для геофизической разведки методом радиокип используют
поля широковещательных радиостанций (f= 150-M50 кГц) и
специальных сверхдлинноволновых радиостанций (f = 10ч-
~30 кГц).
В дальней зоне передатчика могут распространяться как
земные волны, частично огибающие выпуклость земного шара,
так и ионосферные, пришедшие в пункт приема после
однократного или многократного отражения от ионосферы. На
расстоянии до 500 км для длинноволнового и сверхдлинноволнового
диапазонов (ДВ и СДВ) преобладают земные вол/ны. На
больших расстояниях от передатчика длинные волны в дневное
время интенсивно поглощаются нижним слоем ионосферы,
расположенным на высоте 60—90 км, поэтому с удалением от
радиостанции они затухают довольно резко. Их поля можно
использовать для геофизической разведки на расстоянии не
более 1000 км, а в районах с высокоомными отложениями оно
уменьшается до нескольких сотен километров вследствие
интенсивного оттока энергии волны в землю.
Сверхдлинные волны на больших расстояниях от
передатчика хорошо отражаются как дневным, так и ночным слоем
ионосферы и распространяются в сферическом волноводе между
землей и ионосферой с малым затуханием. Поля СДВ Ъ
геофизике можно использовать на расстоянии до 10 000—12 000 км от
радиостанции.
,10

Вблизи поверхности земли поле радиостанции носит
характер неоднородной цилиндрической волны, фронт которой слегка
наклонен в направлении распространения. Над однородным
полупространством у поверхности земли существуют три взаимно
перпендикулярные составляющие электромагнитного поля:
вертикальная электрическая Ez, горизонтальная (радиальная)
электрическая Ег и горизонтальная (азимутальная) магнитная
#ф. В точке приема направление прихода волны составляет
некоторый угол ф с прямоугольной системой координат, ось х
которой направлена по меридиану (рис. 1.3). Азимут
направления прихода волны, т. е. угол, равный (360°<ф), называется
пеленгом.
Структура поля (т. е. отношения амплитуд и сдвиги фаз
между различными составляющими) определяется
электромагнитными параметрами горных пород и частотой поля [3, 4, 7, 8,
12, 15, 16, 17, 154]:
Ero/Ezo= 1/V^T #ф0/£20= 1/120л,
_ _ (L2?)
Ег 0/#ф о = Ег 4/Яф ± = 120я/ VVn, E2 JEr 4 = \lV"*~w
где Е2о, Его, #ф0 — составляющие поля в воздухе; Ег\, Ег\ #Ф1 —
то же, в земле.
Соотношения (1.27) выполняются при условии ек'>1, \i~l.
Между составляющими Ет и Ег существует сдвиг фаз, т. е.
электрическое поле эллиптически поляризовано (рис. 1.4).
Для частот диапазона СДВ и в большинстве случаев для
ДВ токи проводимости в горных породах преобладают над
токами смещения, и структура поля для немагнитных пород
определяется частотой поля и удельным сопротивлением пород рь
Между составляющими Ег и EZy Er и Яф существует сдвиг
фаз 45°:
^го/^го = (1+0/^0р1/2, £zi/£ri = (l + 01^oPi/2,
(1.28)
Ет 0/#ф о = Ет 4/Яф 4 = ZA = (1 + i) 120л ]/coeoPl/2 .
Отношение Ег/Н^ численно равно входному импедансу
полупространства Z\ и выражается в омах (см. рис. 1.4). Измеряя
Zb можно из (1.28) определить удельное сопротивление среды
Pi = (l/|*><o)|Z, |2. (1.29)
На поверхности земли составляющая Ег терпит разрыв.
Преломленная волна распространяется в земле по направлению,
близкому к вертикальному, затухая по экспоненциальному
закону:
//ф1=#Фое-а*е-<'«*. (1.30}
11

^-Х
\
\
\
\
\
\ (
X
Фронт
долны 1
1 \
РИС. 1.3. Структура поля у поверх-
ности земли:
а — в вертикальной плоскости; б — в плане
РИС. 1.4. Зависимость модуля и
реактивной компоненты Ег от
удельного сопротивления среды для
частоты 18 кГц. Шифр кривых —
относительная диэлектрическая
проницаемость
/ Ю 10* W6 /ГдОм-м
Для характеристики затухания поля, кроме коэффициента
поглощения а, используют величину
б^Ш^УгрД^о), (1.31)
называемую толщиной скин-слоя. На глубине z = 6i поле
затухает в 2,7 раза, а по фазе отстает на один радиан (57,3°) по
сравнению с полем на поверхности.
Для двухслойной среды импеданс
ZA=Er/H9 = ZxM, (I.32)
где Z] — импеданс однородного полупространства с удельным
сопротивлением р! [см. формулу (1.28)], а комплексный
множитель
М = cth [arcth V9J9I + 0 + 0^Al.
Здесь pi, 6i, hi—удельное сопротивление, толщина скин-слоя
и мощность поверхностных отложений; р2 — удельное
сопротивление коренных пород. Формула действительна для случая
преобладания токов проводимости.
12

Поле в присутствии локальных неоднородностей
Локальные объекты в коренных породах (пласты повышенной
или пониженной электропроводности, контакты, тектонические
зоны, рудные жилы и т. д.) вызывают аномалии
электромагнитного поля. Их величина и характер зависят от глубины
залегания, размеров, формы и электропроводности объекта, а также
от угла между его простиранием и направлением прихода волны.
Наибольшее значение для практики имеют обнаружение и
классификация протяженных электропроводных объектов,
которые можно уподобить цилиндрическим телам.
Для случая ^-поляризации (нормальное поле представлено
составляющими Ехн и Нун, ось цилиндра совпадает с осью х)
вторичное электромагнитное поле от кругового цилиндра
представлено следующими формулами [153—155, 162]:
HBQ/HHy = (1/ Vbi) (air) (kJk^W + (aVr2)T cos 9,
Hr*/Hy« = — (a2/r2)rsin9,
(1.33)
£//£*" = — (V/2J/~2 ) [1 — (2i/n) Inyk/WW—(ik2a2/r)Tcos 0,
где 8 — угол между вертикальной осью z и радиусом-вектором
г; а — радиус цилиндра; k2 и k\ — волновые числа для
цилиндра и окружающей среды. Временная зависимость всех
параметров определяется как е1'"'. Предполагается, что цилиндр и среда
немагнитны, а радиус цилиндра меньше толщины скин-слоя
вмещающей среды.
Функции W и Т имеют выражения
1
W =
k2a J 21
21/2*1 л
+ In [ 1,78^
kfa\\—T) \ 2
T=—J2(k2a)/J0(k2ay
На рис. 1.5 представлены зависимости модуля и фазы
вторичного поля от параметра а/62 (где 62 — толщина скин-слоя
для цилиндра) для разных отношений волновых чисел среды и
цилиндра. По существу данные зависимости являются
частотными характеристиками. Для вторичного магнитного поля
преобладает первый член формулы (1.33), обусловленный койцент-
рацией токов в цилиндре. Поэтому графики модуля и аргумента
Яв отражают особенности функции W.
При малых значениях параметра а/62 (менее 0,2)
Яе7#ун = V~^fii o2(aV2r) ein/i , (1.34)
где <ji и 02 — электропроводности среды и цилиндра. Амплитуда
13

'нн|
Г /
\
*%чч
;%
/
/
-V?
/0
J
/
0,3
argH* градус
30
15
О
'15
'30
-■ ' —<
%
V>
\
\Ч1
>
ч, «*■
\н*/н
10
1
V
0,01
и
V/
VI
10~3
нгг\
НГ"
0,01 Qt t a/6z
0,03 0,1 0,3
-45
\НГ1\
РИС. 1.6. Зависимость
характеристик вторичного магнитного поля от
электропроводности цилиндра.
Шифр кривых — a/6i
РИС. 1.5. Частотные характеристики
вторичного электромагнитного поля
в присутствии электропроводного
цилиндра в безграничной среде с
высоким удельным сопротивлением при
£-поляризации.
Шифр кривых — &2/&1
аномалии пропорциональна уйГ, а фаза вторичного поля
сдвинута на 45°.
В области средних значений параметров амплитуда имеет
максимум, а фаза уменьшается до нуля и меняет знак.
Зависимость аномалий от электропроводности цилиндра
показана на рис. 1.6. В области малых значений параметров
амплитуда аномалии пропорциональна а2. При высокой
электропроводности цилиндра амплитудные кривые выходят на
асимптоту, а фаза вторичного поля имеет большие отрицательные
значения.
Аномалии электрического поля Ех в области малых
значений параметров практически не проявляются (см- Рис- 1-5)»
14

а при больших значениях а/82 — весьма значительны, особенно
для реактивной компоненты, в результате чего она может
принимать даже отрицательные значения.
Характеристики аномального поля цилиндрических тел
разного сечения близки к таковым для пластовых форм [152].
Аномалии поля над вертикальным пластом (рис. 1.7) при невысокой
электропроводности пласта (pi/p2=10) сравнительно невелики,
а реактивная компонента Нув положительна. При высокой
электропроводности пласта компонента \тНуъ отрицательна и
соизмерима с аномалией модуля Ну. Аналогичная зависимость
наблюдается для составляющей Н2, модулю которой
приписывается знак активной компоненты. Фаза импеданса 4я z имеет
минимум при малой электропроводности и максимум (с
понижением непосредственно над пластом) при высокой
электропроводности пласта.
При увеличении мощности пласта максимум Ну
расширяется, над серединой пласта появляется прогиб. В пределе, при
очень большой мощности, аномалии поля наблюдаются лишь
у контактов (рис. 1.8), где график Ну имеет градиентную
форму, а график Hz (аналогично ее активной
компоненте)—экстремум положительного знака у одного контакта и
отрицательного— у второго. При этом знак компоненты 1т#г — обратный
знаку ReHz. Контакт пород расположен между экстремумами
Ну и HZy ближе к последнему.
При наклонном положении электропроводного пласта
аномалии асимметричны (рис. 1.9), и по отношению градиентов ветвей
графиков Ну и Hz можно оценить угол падения пласта. По
расстоянию hK между экстремумами Ну и Н2 определяется глубина
залегания верхней кромки пласта (см. рис. 1.9). Эта
зависимость сохраняется и для пологих углов залегания пласта. С
помощью палетки рис. 1.9 можно определить смещение q проекции
кромки пласта от экстремальной точки Ну.
При амплитудно-фазовых измерениях можно в определенных
пределах по отношению амплитуд и по сдвигу фаз между Нг и
Ну (или Яф) дать оценку глубины залегания h и мощности т
пласта (рис. 1.10). Палетка составлена для pi/p2= Ю2. Справа
нанесены шкалы Нг/Н^ для pi/p2= Ю и 103. При использовании
этих шкал полученные по палетке значения т/Ь\ нужно в
первом случае умножить, а во втором — разделить на 3,16.
Значения А/б.1 берутся с палетки без изменений.
Поскольку фазовая аномалия определяется параметром
т/52, т. е. мощностью и электропроводностью объекта, а
амплитуда аномалии зависит также от сопротивления вмещающей
среды, то при интерпретации для определения геометрических
характеристик необходимо, во-первых, иметь сведения о pi,
которые можно получить путем измерений импеданса, во-вторых,
15

ш---------
РИС. 1.7. Графики составляющих
электромагнитного поля над
проводящим пластом при ^-поляризации.
Шифр кривых —pi/pa
РИС. 1.8. Графики составляющих
магнитного поля над контактом при
^-поляризации и pi>02
v/«
140
wo
»
1 /
,■
1
-Л-

а в дн%/йну
О 20 40 ВО h,M SO SO JO £,ГРадус
Рис. 1.9. Определение геометрических характеристик наклонного пласта:
а — форма кривых И и Нг\ палетки для определения: б — глубины залегания h по
величине /ih, в — угла падения р по отношению градиентов Ну и Н2, г — расстояния q
по углу 0 и контрастности сопротивлений (/ и 2 — для pj/P2=W4 и 30)

задавать отношения pi/p2-
Опробуя несколько вариантов,
можно выбрать наиболее
достоверный из них.
Рассмотренные зависимости
получены для бесконечных по
простиранию объектов и могут
быть использованы, когда
длина тела />3бь т. е. превышает
половину длины волны во
вмещающих породах [154].
Величина аномалии
магнитного поля имеет косинусо-
идальную зависимость от угла
между вектором нормального
горизонтального
электрического поля Егн и простиранием
электропроводного пласта.
В случае Я-поляризации,
когда вектор £VH
перпендикулярен к простиранию объекта,
аномалия Н близка к нулю.
С погружением пласта интенсивность аномалии убывает,
а форма графиков становится более расплывчатой. Глубинность
поиска электропроводного цилиндрического объекта зависит от
его мощности и электропроводности. Практически она не
превышает 0,58i (см. табл. 1.1). При аэросъемках глубинность
ограничивается несколькими десятками метров.
Наличие электропроводных покровных отложений мощностью
более нескольких метров препятствует обнаружению
залегающих под ними объектов.
Аномалии электромагнитного поля над пластом с
повышенным удельным сопротивлением (p2>pi) при £-поляризации
имеют обратный характер по сравнению с аномалиями над
электропроводным объектом: уменьшение магнитного Ну и
увеличение электрического Ех поля, однако величина аномалии не
Т а б ли ц а 1.1
Глубинность поисков протяженных объектов высокой проводимости, м
Частота f,
кГц
10—25
150—450
Удельное сопротивление вмещающих пород pi, Ом«м
10
6-8
1-2
10*
20—25
4-7
103
60—80
15—20
10*
120—140
40—60
РИС. 1.10. Палетка для оценки
глубины залегания и мощности пласта
по результатам измерений
отношения HJH<p и сдвига фаз ДЧ1, между
этими составляющими для заданных
отношений pi/рг
18

превышает первых десятков
процентов даже при
значительной мощности пласта
(рис. 1.11). Контрастность
сопротивлений при p2/pi> Ю
практически не влияет на
величину аномалии Ну.
При //-поляризации
аномалии составляющих Н
практически отсутствуют, а
аномальное поле составляющей Еу
пропорционально отношению
р2/рь т. е. может во много раз
превышать нормальное поле.
Для очень мощных пластов
глубинность их обнаружения
по аномалии
составляет
около 0,4бь а для тонких
пластов глубина обнаружения
может в несколько раз
превышать их мощность.
-3"
Рг -~ Pi
РИС. 1.11. Аномалии
электромагнитного поля над пластом высокого1
сопротивления при Я-поляризаци»
Влияние рельефа
Выступы рельефа
вызывают увеличение напряженности
электромагнитного поля, а впа-
дины - ослабление. Результат ^^„'^оГризХи '(6)
расчета поля над полуцилинд-
ричеоким (^-поляризация) и полусферическим выступами [162J
показан на рис. 1.12. Вертикальная электрическая
составляющая индуцирует на вершине выступа заряды, поле которых
приводит к существенному увеличению амплитуды EZy однако-
фаза этой составляющей сохраняется. Также появляется
синфазная с Ez горизонтальная составляющая Еу,
перпендикулярная к нормальному полю Ехн (полуцилиндрический выступ,.
Е-поляризация). По составляющим Ну и Hz наблюдаются
аномалии, как над электропроводным объектом.
Зависимость характеристик аномального поля
(полуцилиндрический выступ) от параметра a/Si, приведенная на рис. 1.13г
показывает превалирующее значение индуктивного процесса,
возникающего под действием нормального поля Нун. Различие
характеристик аномалий над подземным цилиндрическим
проводником и полуцилиндрическим выступом рельефа хорошо
видно при сравнении рис. 1.5 и 1.13.
Аномалии магнитного поля над полуцилиндрическим
выступом практически отсутствуют в случае Я-поляризации, когда
вектор нормального поля Нх направлен вдоль оси выступа.
2*
19

§ 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОВОЛНОВОГО
ПРОСВЕЧИВАНИЯ
При радиопросвечивании на участках с неоднородным
строением наблюдается ряд явлений: неодинаковое поглощение
радиоволн горными породами и рудами, их отражение и
преломление, дифракция на кромках геологических объектов, волно-
•водные эффекты. Обычно происходит наложение полей
различного происхождения и нередко возникают сложные интерферен-
дионные картины.
нн|
А
м
//
м1
0,3
0,1
°'°30,1 0,3
arg//fi, градус
60
Щ.
1т Ех
•"Re !
к»
^чГт
0,1 0,3 /
РИС. 1.12. Аномалии электромагнит- РИС. 1.13. Зависимость характери-
ного поля над полуцилиндрическим стик электромагнитного поля на
(7) и полусферическим (2) высту- вершине полуцилиндрического вы-
пами земной поверхности по профи- ступа от параметра afb\.
ЛЮ П Индексом «м» обозначены данные
моделирования для выступа трехгранной формы
высотой а . . .
20

Нормальное поле
Нормальное поле
передатчика в большинстве случаев
аппроксимируется полем
диполя, структура которого
была рассмотрена в § 1. Важным
для теории и практики
радиоволнового просвечивания
является также представление
поля диполя в виде поверхностного интеграла по любой
плоскости, параллельной моменту диполя и расположенной между
ним и точкой наблюдения (рис. 1.14). Этот интеграл согласно
принципу Гюйгенса — Френеля имеет вид [16, 158, 161, 166]
b f С е-*(г' + г")
2го J r'r"
S
РИС. 1.14. Схема к вычислению
поля в точке А
П(Л) = -
cos (я r")ds,
(1.35)
где Р — момент диполя.
Если плоскость S разбить на концентрические кольца, то
размер их можно выбрать так, что источники, расположенные
па границе двух соседних зон, будут излучать волны,
приходящие в точку наблюдения в противофазе. В результате
наибольший вклад в интервал (1.35) дает первая зона Френеля, радиус
которой
Я ф = V*rjr-r0)/(\k\r). (I.36)
Совокупность всех колец с радиусом R<& для плоскостей S,
взятых при разных г0, образует пространственную зону
Френеля, существенную для распространения радиоволн и имеющую
форму эллипсоида вращения с фокусами в точках О и А. При
больших значениях кг эллипсоид вытягивается в луч, вдоль
которого распространяется основная часть электромагнитной
энергии, что дает возможность при измерениях в волновой зоне
использовать лучевую трактовку распространения радиоволн.
Таблица 1.2
Радиусы зон Яфу существенных для распространения радиоволн, м
Частота f,
МГц
0,625
1,25
2,5
5,0
10,0
250
23
19,5
16
13
13,5
Удельное сопротивление пород р, Ом
500
28
23
17,5
14
14
1000
33,5
28
21
16
14
м
1500
36
31,5
22
16
14
21

В табл. 1.2 приведены значения Яф в метрах при г0 = г/2 =
= 50 м на частотах радиопросвечивания для пород с
различными р и при е = 9.
Структура аномального поля и характер возникающих
явлений зависят от взаимного расположения источника,
приемника и изучаемых объектов, расстояния от поверхности земли,,
диапазона частот, электромагнитных характеристик разреза.
Обычно превалирует какой-то один эффект, остальные
оказываются помехами, часто приводя к неопределенности решения
обратной задачи метода РП (см. § 8).
Прохождение радиоволн
через протяженные проводящие пласты
Отношение амплитуд падающего поля и поля за пластом
(коэффициент экранирования) выражается формулой [16, 152, 158,
159, 165]
Э= [(1 +Z0Tyeik'lh - (1 -Z0T)^"^]/4Z0T, (I.37)
где Zot = (o"|/|X8/k1/H'i8k/)—отношение импедансов среды и
пласта; k\ =k\ cos^i, индекс 1 относится к параметрам пласта;
h — мощность пласта; ol^cos^i/cos^— для случая
параллельной поляризации волны, co = cos "^/cos *fi— Для случая
перпендикулярной поляризации волны; fi — угол падения волны;
72 — угол преломления волны в пласте.
В параллельно поляризованной волне вектор Е лежит в
плоскости падения1, в перпендикулярно поляризованной — он
перпендикулярен к этой плоскости. Угол у2 определяется из
выражения sin 72 = ^/^1 sin ^ь Для достаточно проводящих
пластов можно принять ^2 = 0.
Выражение (1.37) приводится к виду
3=(eai/l/4)|(ZOT+l)2/ZOT|x
X [Л— 21/e~2ai/lcos(2pi/i—q>)+V2e~4aih , (1.38)
где j}i = Re{£i'}; ai = Im{fei/};
V=|(l—Zot)/(1 + Zot)|; (p = arg{(l-ZoT)/(l+ZOT)}.
В достаточно проводящих пластах, создающих заметный
экранирующий эффект, величины е2а1Л и е4а1/г существенно
больше единицы, поэтому справедлива приближенная формула
3s(eaift/4)|ZOT|. (I.39)
1 Плоскость падения проходит через направление падающей волны и
нормаль к поверхности пласта.
22

Последнее выражение достаточно простое и может
использоваться в практических расчетах для оценки ожидаемого
эффекта, если параметры среды и пласта известны хотя бы
ориентировочно. Из (1.39) вытекают расчетные формулы для
определения мощности пласта h и его электропроводности о\ по
значениям величин Э\ и Э2у полученным на частотах /\ и 2f в
•случае нормального падения волны:
Oi= (8-10-79) I e^jWii) (/i^/K2),
h= (0,507/Vaj!) In (1 + /C), (1.40)
.где /С=п""1УяЭ2/Эь n = yfi/f2) |ек'| вычисляются на частоте fi.
Для определения о\ и h с большей точностью необходимо
получить значения Э на нескольких частотах. При этом
используется палетка, представленная на рис. 1.15, на которой
нанесены кривые изменения коэффициентов экранирования в
зависимости от y=l,4iy/i/ (где / в МГц) для различных значений
jt=l,41]//zoi. Экспериментальный график Э = Э(1) строится на
кальке, причем логарифмический масштаб по оси у выбирается
вдвое меньше, чем на палетке. Это объясняется тем, что у
пропорционален У/, а экспериментальный график проще строить в
зависимости от f. Передвигая экспериментальную кривую вдоль
совмещенных осей абсцисс, выбирают наиболее близкую кривую
палетки, по которой находят значения х (параметр
теоретической кривой) и у на какой-либо из частот экспериментальной
кривой.
Величины oi и h определяют
по формулам h = y2/2fy G\=x2/2h,
где / в МГц.
Дифракция радиоволн
на полубесконечных пластах
Полубесконечный — это пласт,
ограниченный одной кромкой.
Если кромка пласта пересекает
первую пространственную зону
Френеля, то происходит огибание
волной этой кромки, и величина
сигнала в области
геометрической тени возрастает, а
экранирующий эффект падает.
Интенсивность аномалии зависит от
расстояния между лучом,
соединяющим передатчик и приемник
(луч просвечивания), и кромкой
пласта.
РИС. 1.15. Палетка для
определения мощности и
электропроводности пластов
23

Приближенная оценка влияния огибающей волны для
идеально проводящих пластов может быть сделана в рамках
дифракционной теории Кирхгофа. Более строгие решения обычно-
не дают существенных преимуществ, так как априори известны
только приближенные значения усредненных параметров
вмещающей среды, а форма реальных объектов далека от простых
моделей.
Для расчета поля в точке А (см. рис. 1.14), лежащей за
пластом, нормальное поле диполя умножается на
интерференционный множитель F(U0) вида [152, 158, 166]
F{Uo)=W J е du (L41)1
и поле за экраном описывается выражением
П(4)= Р V z'ikrl2r F(U0), (I.42).
где [/o = z0e;<f/'/2//?ф; zo — кратчайшее расстояние от кромки,
экрана до точки пересечения его с лучом просвечивания; ф/е —
фаза волнового числа среды k.
В проводящих средах это решение приводит к значительным*
погрешностям. В рамках той же теории более точное решение
позволяет получить выражение
ЩА) = ~Рл/±- ехр[-«^+01 х
г'+г»
оо
ехр(* f tV2) j exp(-* fU^ du9 (1.43)
где Uof=(z0/R^)ei4>h/2y R'<& =1nr'r"/\k\r. Это решение
отличается тем, что учитывает дополнительное затухание поля на
пути вдоль лучей г' и г", по сравнению с лучом г. У края экра-
—*»
на, где £/о'< 1, П(Л) описывается выражением
ЩА)~~Р±- еХр[~^,1+01 (!-' |/^'о)' <144>
В области больших значений коэффициентов экранирования
при Uо, Uo'>l оба решения близки, здесь можно пользоваться
величиной, обратной П(Л) (1.35). Для £/0>1 из (1.35) имеем
Э{А) = j±j =nVTz0' exp(-fz/ sin <pfc), (1.45)
где го7=г0//?ф.
На рис. 1.16 приведены значения коэффициентов Э для
полуплоскости в зависимости от нормированного расстояния меж-
24

,ду кромкой пласта и точкой
пересечения лучей просвечивания
с полуплоскостью для разных
• <р*. Кривые рис. 1.16 можно
использовать для определения
расстояния до кромки пластов
высокой электропроводности по
величине коэффициентов
экранирования в области тени,
измеренных вдоль профиля наблюдения
•при параллельном перемещении
шриемника и передатчика.
Дифракция радиоволн
на экранирующей полосе
и изометрическом объекте
Поле за экранирующей
полосой определяется суммой полей
двух волн, дифрагированных на
кромках [152, 158, 166]:
E = En[F(z'ol)+F(z'o2)l (I.46)
РИС. 1.16. Зависимость
коэффициентов экранирования для
полуплоскости от расстояния до ее
КрОМКИ (zq — Zq)
[где г'оь г'02 — расстояния от луча до кромок экранирующей
шолосы, нормированные по /?ф; Еп — поле падающей волны.
Коэффициент Эпол полосы будет определяться формулой
^ппп ~
Э(г'01)Э(г'02)
/[Э(г'01) cos <t>t + Э(г'02) cos <р2]2 + [Э(г'01) sin срх + 3(г'02) sin <р2]2
(1.47)
тде ф1= (л/2)г'о1 совфй; ф2 = (л/2)г'о1 эшфй. В центре полосы при
z'o\=z,o2 = z'o Эпол = Э (г'о) /2. Без учета разности фаз ф| и ф2
Э«Э(2/о1)Э(г'о2)/[Э(2'01)+Э(2'о2)].
(1.48)
Размеры полосы (рудное тело конечных размеров) могут
'быть определены по палетке рис. 1.16. Для этого значение Э в
центре полосы нужно удвоить и затем по палетке установить
величину г</. Ширина полосы d = 22<//?<t>.
Дифракция радиоволн на изометрических объектах приводит
к возникновению аномалий с острым минимумом. С удалением
профиля наблюдения от объекта ширина аномалий
увеличивается, а форма их осложняется появлением в центре локального
максимума Э. Характер аномалий иллюстрируется рис. 1.17,
где приведены отношения электрической составляющей Ех
2S

Ь/е"|=
о**
U,0
0,2
П 4
— 1
/
у у
/
/
5
f *
7 ^
Щ
,
ty/s,
Щ
ПР 3\\
РИС. 1.17. Характер аномалий радиопросвечивания на изометрических
объектах (по О. Н. Морозовой):
/-гп=Я,; 2 — гп = 1,25Л,; 3 — rn = l,5V, 4 — гп=2Л; 5 — гп=4Я,
вдоль профиля наблюдения (ПР) к величине нормального поля
Ен для различных расстояний от профиля наблюдения до шара.
Источник расположен на расстоянии 5Х.
Отражение радиоволн
от идеально проводящих пласта и полосы
Наиболее удобен для практического применения вариант,
когда оси излучающего и приемного диполей совпадают с
направлением профиля. При этом нормальное поле имеет только
радиальную составляющую Е или Н. Вторичное поле может
быть аппроксимировано полем источника с противоположно
направленным моментом, расположенным зеркально относительно
экрана (рис. 1.18).
Вблизи проводящей полосы поле зеркально расположенного
источника необходимо умножить на интерференционный
множитель [153, 158, 161]:
F(z'ouz'o2)i=V^/2VT—F(z'oi) -F(z'02), (I.49JT
где z0/ и Zq* — нормированные по
Яф расстояния от луча,
соединяющего источник и его зеркальное
изображение, до границ пласта;
F(zoi') и F(z02/) определяются
формулой (1.49).
Отношение амплитуд
результирующего и падающего полей
вычисляется по формуле
РИС. 1.18. Расчетная модель
для поля, отраженного от
идеально проводящей
пластины
Ег/ЕгМ = 1 —{ sin 6 sin (6 + 6)Sr5/
/[2 (Sr2 + iSr*) SR]} exp [- i (Sr -
-Sr)]F(zouZo2), (1.50)
26

РИС. 1.19.
Распределение
напряженности поля
вблизи
отражающего пласта при
а/р=0,05, 5=0.
Л — распределение
аномального поля
£-2/£г(1); Б —область
возникновения
интерференционного
минимума аномального
поля EJE^; Я —
«изменение амплитуды
ст.и от rfk
РИС. 1.20. Рас- _-0
определение точек
аномальных
минимумов поля вбли- -/5
зи отражающего '
пласта при
различных значениях -/л
a/P(i4) при а/р =
=0,01 (£), а/р =
=0,1 (В)
Г,0 1,5

2 h>5 7 3 2 Ь5 7ф
РИС. 1.21. Характер
интерференционных аномалий вблизи идеально
проводящей полосы:
а — данные моделирования; б — данные
расчетов.
/ — fc = l,15A,; 2 — /t=l,55A,; 3 —ft = l,85A; 4 —
Л=2,2Л; 5 —fc«2,45A,; 6 — Л=2,6^; 7 ~/г =
=3,1*,; S —Л=3,25Л; 9 — fr=3,6A,- г=3>.
где Sr = kr, SR=kR, R —
расстояние от точки Р до
зеркального изображения Мг
источника Л1 относительно
экрана; 9 — угол между лучом
ММ' и осью г; б — угол
наклона экрана к оси z (б>0,
если экран или его
продолжение пересекает ось со стороны
источника); г — расстояние
между источником и точкой
наблюдения.
Распределение поля по
данным численных расчетов по
формуле (1.50) вблизи
отражающего пласта
иллюстрирует рис. 1.19, полученный для
б-0, а/£ = 0,05, где a, (J —
мнимая и действительная
части волнового числа k. По оси
абсцисс отложена
нормированная величина разноса г/Х.
по оси ординат — расстояние
ЛД. Аномальное поле
показано изолиниями; области,
ограниченные изолинией 0,5,
заштрихованы (одна из областей
представлена в увеличенном
виде — см. рис. 1.19, £), в их
центральных частях поле
имеет малые значения. Области
имеют овальную форму и с
увеличением h заметно
вытягиваются. Особенности поля
иллюстрируют также графики
зависимости относительной
амплитуды поля от г/К.
Резкий интерференционный
минимум поля возникает, например,
при Л = 3,87Л и г = 3,9А,,
напряженность поля уменьшается
почти в 103 раз.
На рис. 1.19 видно, что
интерференционные минимумы
возникают при строго
определенных значениях г и Л, их
глубина может быть весьма
28

значительной, а характер распределения аномальных областей
представляет наибольший интерес.
Палетка для а/р = 0,014-0,15 показана на рис. 1.20, где в тех
же координатах нанесены только центры аномальных областей,
выделенных на рис. 1.19, Л штриховкой. Каждая кривая
соответствует распределению поля для определенного a/[J.
Сопоставление рис. 1.20,5 и 1.20, В показывает, что с увеличением
a/р контуры аномальных областей вытягиваются. При 8ф0 эти
закономерности в основном сохраняются, но в случае
положительных углов б с увеличением h разнос г, при котором
возникают резкие минимумы поля, может уменьшаться. При
отрицательных углах б аномальные области расположены под большим
углом, минимумы соответствуют меньшим разносам,
разрешающая способность метода в низкоомных средах повышается.
Характер аномалий, образующихся при отражении
радиоволн от полосы, иллюстрируют графики рис. 1.21, полученные
путем численных расчетов и моделирования. Форма аномальных,
графиков в этом случае сложнее, появляются дополнительные
экстремумы, связанные с дифракционными явлениями на кррм-
ках полосы. Установлено, что отчетливые аномалии возникают
уже при ширине полосы й = 0,1Я, но при этом их интенсивность,
с увеличением h быстро уменьшается. При ^ = 0,5Я и больше.
интенсивность и форма аномалий мало зависят от ширины
полосы, основные закономерности в распределении поля
сохраняются.
Важная особенность аномалий вблизи отражающей
полосы — их приуроченность к областям пониженных значений поля,
наблюдаемым вблизи бесконечно протяженного пласта при тех
же значениях г, что видно, например, из сравнения рис. 1.19'
и 1.21.
Полученные результаты позволяют оценить расстояния, на
которых должна находиться отражающая граница для
возникновения интерференционных минимумов поля; дальность
исследований зависит также от применяемой аппаратуры.
ГЛАВА II. МЕТОДИКА, ТЕХНИКА И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ
§ 4. ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ
РАДИОВОЛНОВЫЕ ЗОНДИРОВАНИЯ
К радиоволновым зондированиям относят: вертикальное
индукционное, радиоволновое интерференционное зондирования,
наземный и воздушный варианты импульсного метода
радиолокации и др.
29г

Вертикальное индукционное зондирование
Вертикальное индукционное зондирование
(ВИЗ)—дистанционное (геометрическое) зондирование методом индукции
практически относится к низкочастотным методам, а по
назначению и способу проведения работ сходно с ВЭЗ (см. § 11).
Работы проводят аппаратурой типа ДЭМП [15, 16, 86].
В методе ВИЗ центр установки «генератор — приемник»
«остается неподвижным, я расстояние г между ними
увеличивается и выбирается чаще всего равным 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50,
70, 100, 130 м. С увеличением г глубинность разведки
повышается.
Работы методом ВИЗ удобнее проводить способом
горизонтальной генераторной рамки. При этом измеряются
вертикальная Нг и горизонтальная Нг составляющие поля и угол
наклона г|) суммарного вектора поля. По этим параметрам с помощью
номограмм (рис. II. 1) рассчитывают эффективное
сопротивление среды рЭф.
На бланках с логарифмическим масштабом строят кривые
ВИЗ (по вертикальной оси — рЭф, по горизонтальной — г). Для
получения более достоверной информации на опорных точках и
у скважин зондирование следует проводить на двух, трех или
четырех частотах, различающихся в несколько раз. В
результате, кроме кривых дистанционного зондирования, можно строить
а
80
60
40
10
о
-20
6
1 1
pa r, ус
-5
Y°
Э=5°
Hz/>
го
ю
и
L
1
0,5
0,2
0,1
i
Чг
0
-5
-Ji—
&
^в=5°.
0,050,10,2 0,51 2 5 Ю 20j03(p/(r2f) 0,015 0,050,10,2 0,5 1 2 5 Ю 20/>3$/(rzf)
:РИС. II. 1. Номограммы для расчета рЭф по отношениям амплитуд (а) и
наклону суммарного вектора (б) в методе индукции.
0 — угол превышения приемника относительно передатчика
:3в

графики зависимости рЭф от уГ=1/~|//, как это делается при
низкочастотных зондированиях.
По кривым ВИЗ с помощью специальных палеток
определяются мощности слоев горизонтальнослоистого разреза (16, 83).
Глубинность разведки не превышает 50 м, поэтому используется
этот метод лишь при малоглубинном инженерно-геологическом,
мерзлотном и гидрогеологическом картировании.
Радиоволновое интерференционное зондирование
Радиоволновое интерференционное зондирование (РВЗ) —
метод высокочастотной электроразведки (частота от 0,5 до
20 МГц), в котором изучаются явления интерференции прямой
и отраженной радиоволн [4, 14, 15, 16]. Для радиоволнового
зондирования применяют серийные портативные радиостанции.
Существует несколько способов выполнения радиоволнового
зондирования. В одном из них изучается э. д. с. в приемной
рамке на разных частотах при одном-двух расстояниях между
генераторной и приемной антеннами, которые рекомендуется
выбирать равными 5, 10, 20 или 50 м (15, 16). Передатчик
работает на горизонтальную антенну длиной 5—10 м, помещенную-
в шланг из изолятора (резина, полистирол) и зарытую на
глубину 5—10 см (рис. II.2).
Приемник с горизонтальной экранированной рамочной
антенной устанавливают на выбранном расстоянии, а с помощью
передатчика посылают импульсы длительностью несколько
секунд сначала на самой высокой из выбранного диапазона
частоте. Затем частоту постепенно уменьшают на 3—5% и на,
каждой измеряют э. д. с, индуцированную в приемной рамке.
Излучаемая мощность передатчика сохраняется примерно
постоянной, например, путем поддержания неизменным тока в.
антенне.
РИС. II.2. Интерпретация волн над двухслойным геоэлектрическим разрезом..
J и 2 — прямая и отраженная радиоволны
31'

В результате наблюдений строят интерференционные кривые,
т. е. графики зависимости интенсивности сигнала от частоты
{или длины волны). Сигнал представляет собой сумму
напряженности прямой волны, распространяющейся в верхнем слое,
и волн, отраженных от границ раздела слоев с иными
электромагнитными свойствами.
При интерференции волн в верхнем слое геоэлектрического
разреза (см. рис. П.2) прямая и отраженная волны
распространяются в верхнем слое с фазовой скоростью V\ и длиной волны
hi = V\/f. В зависимости от расстояния между антеннами г,
глубины залегания отражающей границы А, длины пути
отраженной волны 2а = ]/й2 + /"2/4, параметров разреза, а также
частоты поля между прямой и отраженной волнами возникает тот
или иной сдвиг фаз. Меняя частоту / или расстояние г, можно
добиться либо минимума напряженности суммарной волны,
когда разность фаз составляет 180°, а разность пути прямой волны
вдоль г и отраженной вдоль 2а (разность хода) равна
нечетному числу полуволн, либо максимума напряженности суммарной
волны при совпадении фаз и разности пути, равной четному
числу полуволн.
Таким образом, формулы, которыми определяются
интерференционные экстремумы, имеют вид (15, 16):
для минимума
2а+(ф/2я)Я,1 —r=(2*+l)(Xi/2)f (ИЛ)
для максимума
2а + ф/2я — r=kXu (II.2)
где /г=1, 2, 3,... ; ср — сдвиг по фазе волны при отражении ее
от контакта (в градусах).
Подставив в уравнения (ИЛ), (П.2) K\ = V\/f, получим:
для минимума
[(2а-г)М]/т1„ = й+1/2 —Ф/2я, (II.3)
для максимума
[ (2а - г) /v2]fmax=k — Ф/2я. (П.4)
Для изучения интерференционным методом многослойного
разреза формулы (П.З), (Н.4) могут быть переписаны
следующим образом:
для минимума
(2a/vcp — r/vx)fmm = k+l/2 — <p/2nt (II.5)
для максимума
(2a/vep — r/v{)fmax=k — ф/2я, (И.6)
32

где tfcp — средняя скорость распространения электромагнитной
волны в толще, перекрывающей отражающий контакт.
zEcnk антенна приемника расположена близко от
передатчика (Х^^тт), то можно считать г» О, а «Л, и формулы,
описывающие интерференционные явления, упрощаются. Так, из
выражений (П.З), (II.4) для двухслойного разреза получим
уравнения для экстремумов
2hifmin/v{ =k+ 1/2 — ф1/2я, 2hifmax/vb=k — q>x/2n,
(П.7)
для трехслойного разреза (отражение от подошвы второго
слоя)
(2hl/vl + 2ti2/v2)fmm = k+l/2 — ср2/2я,
(2hX/v{ + 2h2/v2) /max = k — ф2/2я, (II.8)
где h2 и v2 — мощность второго слоя и скорость
распространения по нему электромагнитной волны; ф2 — фазовый сдвиг
волны на подошве второго слоя. Фазовый сдвиг при преломлении
волны на подошве первого слоя будет компенсироваться
сдвигом при обратном ее ходе.
Для четырехслойного разреза формулу получают
аналогичным образом:
(2hl/v1 + 2h2/v2 + 2fi3/v3)fmin = k+ 1/2 — ф3/2я,
(2hl/vl+2h2/v2+2h3/v3)fmax = k — cp3l2n. (119)
Следовательно, с помощью приведенных формул
устанавливается связь между параметрами геоэлектрического разреза
Ль h2, h3j ..., vu v2, vzy ..., фь ф2» Фз • • • и частотами, на
которых наблюдаются интерференционные явления.
Полученные выше закономерности распространения
радиоволн, основанные на принципах лучевой оптики, строго говоря,
можно использовать только тогда, когда на рассматриваемый
луч не влияют соседние. Подобные условия в свободном
пространстве существуют на расстояниях порядка длины волны от
источника (в дальней зоне). Однако вследствие укорочения и
большого поглощения радиоволн в породах влияние соседних
участков волнового фронта ослабевает, и законы геометрической
оптики становятся справедливыми на расстояниях,
превышающих К/2.
Интерпретация кривых РВЗ проводится либо с помощью
полученных выше формул, либо с помощью специальных
палеток, подготовленных В. А. Шемшуриным [16]. Вследствие
больших поглощений используемых в РВЗ радиоволн метрового
диапазона глубинность этого метода даже при высоких
сопротивлениях перекрывающей толщи составляет первые десятки
метров. Поэтому метод РВЗ находит ограниченное практическое
3—815
33

применение. Его используют при инженерно-геологических,
мерзлотно-гляциологических и гидрогеологических
исследованиях.
Радиолокационное зондирование
Радиолокационное зондирование (РЛЗ), называемое также
радиолокационным методом (РЛМ) подповерхностного
зондирования, или импульсным методом радиолокации (ИМР), или
интроскопией земных недр, основано на облучении поверхности
земли короткими (от 1 не до 1 мке) радиоимпульсами или ви-
диоимпульсами и получении отраженных сигналов от границ с
разными электромагнитными свойствами.
Теория РЛЗ, основанная на теории распространения
радиоимпульсов, видеоимпульсов и монохроматических волн в
проводящих средах, рассмотрена в работах [4, 14, 15, 16, 151, 160,
168, 169]. Из теории радиолокации известно, что в
радиоимпульсе длительностью т с несущей частотой /с большая часть
энергии переносится радиоволнами узкого диапазона частот от
низких fH до высоких /в при относительной полосе частот F<0,1:
/„ = fc-A/, /в=/с+А/, А/=1/т,
/7=(/в-/н)/(/в+/н) = 1/(/сТ). (11.10)
Поэтому, например, при длительностях импульсов т=1 мке или
т=1 не получается, что fc, Af, /H, /в больше или равны 10, 1, 9,
И мГц соответственно или 10, 1, 9, 11 ГГц.
В видиоимпульсе, когда нет несущей частоты, точнее ее
период совпадает с периодом длительности, т. е. при так
называемом ударном возбуждении /с = А/= 1/tj./7= 1, /н = 0, f* = 2/%. При
тех же длительностях импульса (т=1 мке или 1 не) Af, fH, /в
равны 1, 0, 2 мГц или 1, 0, 2 ГГц. Из этого следует:
радиоимпульсы отличаются от видеоимпульсов тем, что при одинаковых
длительностях т в первых энергия переносится в узком
диапазоне высоких частот, близких к несущей, а во вторых — в
широком диапазоне от 0 до высоких частот, на порядок меньших,
чем в радиоимпульсе. Если отвлечься от значительных
технических сложностей формирования, возбуждения, излучения,
приема и регистрации видеоимпульсов по сравнению с
радиоимпульсами, то видеоимпульсы при той же разрешающей
способности обладают бесспорным преимуществом: меньшим
затуханием (поглощением) радиоволн, поскольку энергия переносится
с помощью гармонических колебаний более низкого спектра
частот. В самом деле, известно, что затухание
монохроматических волн определяется действительной частью р волнового
числа, которая на высоких частотах и в слабопроводящих средах
и на низких частотах и в хорошо проводящих средах будет (} =
= ]/jn/e/2p и р = "|/0,5со|и/р соответственно, где сэ2я/, е и jli —
34

Таблица II.l
Интервалы изменения электромагнитных свойств некоторых
сред на частоте 100 МГц [16, 17, 151, 160, 167, 168]
Горные породы, среда
Воздух
Пресная вода
Морская вода
Лед пресноводный
Лед морской
Почва очень сухая
Почва влажная
Почва очень влажная
Торф
Трещиноватые
обводненные песчаники,
известняки
Изверженные массивные
и мерзлые осадочные
р, Ом-м
оо
>1000
<0,25
105—108
<103
6000
100
25
До 10
30
>10*
8ОТН
1
80
80
2,9—3,3
3,5
3
9
15
До 60
7
5
Г, дБ/м
0
0,2—2
10—300
0,01-0,5
5—40
0,1—0,5
1-2
15-40
2-3
20
<0,01
Оф, М/МКС
300
33
33
150—160
100—150
170
100
78
35-45
—115
— 130
V, М/МКС
300
160—180
130—180
35-45
110—120
110—130
диэлектрическая и магнитная проницаемости, а р — удельное
электрическое сопротивление среды (см. § 1). Затухание
монохроматических радиоволн на больших расстояниях от
источника, когда их можно считать плоскими, принято выражать через
отношения амплитуд или их логарифмов в двух точках среды
на расстоянии г: Ei/E2 = e^r (в относительных единицах) или
L = ln(El/E2)=$r (в неперах), или L = 20lg(El/E2) =8,Щг
(в децибелах на метр). Коэффициент затухания является
удельным затуханием радиоволн на единицу длины (р или Г = 8,68£)
и измеряется в Нп/м или в дБ/м. На высоких частотах он
настолько большой, что радиоволны проникают в проводящие
среды всего на несколько метров. В табл. II. 1 приведены
электромагнитные свойства некоторых сред и пород на частоте
100 мГц. Из-за больших затуханий радиоимпульсы с несущей
частотой от 10 мГц до 10 ГГц могут применяться только для
излучения таких высокоомных сред, как лед, мерзлые или
изверженные массивные породы. Присутствие же в
видеоимпульсах низкочастотных составляющих поля позволяет использовать
их для изучения более низкоомных пород.
Слабо изученным остается вопрос о искажении формы
широкополосных импульсов проводящими средами. Известно, что
радиоимпульсы распространяются с некоторой групповой
скоростью v = d<d/dk при / = /с, где dco и dk — интервалы частот и
волновых чисел. При этом v мало отличается от фазовой
скорости ^ф на несущей частоте /с: на несколько процентов в
высокоомных средах (р>104 Ом-м) и на 10—20% в низкоомных [167,
3*
35

168]. Поэтому искажения радиоимпульсов за счет частотной
дисперсии незначительны, что подтверждает практика РЛЗ.
В высокочастотном видеоимпульсе набор гармонических
колебаний очень высок, а так как они распространяются с
разными фазовыми скоростями, то следует ожидать больших
искажений формы видеоимпульсов. Однако практика РЛЗ на основе
видеоимпульсного возбуждения показывает, что их форма в
общем сохраняется. Вместе с тем скорости распространения
видеоимпульсов могут отличаться от фазовых (см. табл. II. 1)
и их надо определять при интерпретации РЛЗ в каждом районе.
Известно, что фазовая скорость Уф = со/а и длина волны
Я = Яо^ф/с = Хо/9 определяются мнимой частью а волнового
числа, равной для слабопроводящих сред и высоких частот и хо-
рошо проводящих сред и низких частот а=(о/~]/е\1 и а = У0,5соц/р
соответственно, где с — скорость света в воздухе (с = 300 м/мкс),
a q = c/v$ — коэффициент укорочения волны (см. § 1). Так как
фазовая скорость и длина волны в среде значительно меньше>
чем в воздухе (см. табл. II.1), то на таких частотах можно
создать остронаправленный луч, поэтому в теории метода
используются законы геометрической оптики. В частности, глубина
залегания отражающей границы определяется с помощью
формул
h = y{vt)2 — d2/2, h = vt/2, (II.ll)
где v — скорость распространения сигналов в перекрывающем
слое; t — время прихода сигнала после окончания зондирующего
импульса; d — расстояние между передающей и приемной
антеннами.
Из формулы радиолокации с совмещенными передающими
и приемными антеннами h = vt/2 видно, что для выявления
отраженного сигнала после окончания зондирующего импульса
минимальное время прихода отраженного сигнала tmm должно
превышать длительность импульса т. Так, при т=1; 0,1; 0,01;
0,001 мкс и у = 300/УеОтн=150 м/мкс (считается, что
минимальная относительная диэлектрическая проницаемость пород е0тн =
= 4) отражающие контакты должны залегать на минимальных
глубинах (hmm = Tv/2) свыше 75; 7,5; 0,75; 0,075 м. Отсюда
очевидно преимущество работ с приподнятыми антеннами
(аэрокосмические радиолокационные съемки), когда так называемая
«мертвая зона» (ктш) входит в высоту станции над
поверхностью земли. Кроме того, преимущество видеоимпульсного
возбуждения сигналов состоит в меньшем затухании
видеоимпульсов по сравнению с радиоимпульсами при одном и том же т.
Разрешающая способность по дальности (tminv) также
определяется /min, однако за него принимают длительность импульса т
на уровне 0,5 от максимальной амплитуды (^гтп = 0,5т). Таким
36

образом, короткие импульсы необходимы как для минимальной
«мертвой зоны», так и для максимальной разрешающей
способности РЛЗ.
Важная характеристика при радиолокационной разведке —
коэффициент отражения сигнала от границы. Для его оценки
обычно используется коэффициент отражения амплитуды
сигнала (R) или энергии (R2) при нормальном падении на границу
плоской монохроматической волны:
/?= 0Ж- 1)/0№+1), (Н.12)
где 8i и е2 — диэлектрические проницаемости контактирующих
сред. Оценку величины R2 для типичных контактов можно
получить из следующих табличных данных:
Граница воздух — лед воздух — порода лед — порода лед — вода
е'отн 1—3 1 — 10 3-Ю 3—80
R2 0,07 0,27 0,08 0,45
Отсюда и из табл. VI. 1 книги первой видно, что наибольшие
перспективы РЛЗ имеют при изучении льда, мерзлых и
массивных скальных пород.
В теории радиолокационных зондирований изучаются также
потери энергии вследствие расхождения фронта волны,
прохождения через поверхность земли, отражений энергии от
поверхности земли, отражений и рассеяний от включений в толще,
перекрывающей изучаемый отражающий контакт, и др. [151,
167, 168].
Разработка аппаратуры и методики РЛЗ проводилась
сотрудниками Ленинградского Арктического и Антарктического
института (ААНИИ) во главе с В. В. Богородским с 1955 г.,
в Рижском Краснознаменном институте гражданской авиации
(РКИИГА) во главе с М. И. Финкелыытейном с 1968 г., в
Якутском институте горного дела Севера ЯФ СО АН СССР,
Всесоюзном НИИ радиотехники и в других организациях страны.
Известны многочисленные зарубежные комплекты аппаратуры
для РЛЗ [151, 167].
Существующие или создаваемые комплекты аппаратуры для
радиолокационных зондирований отличаются следующими
основными техническими характеристиками [151, 160, 168].
1. Несущие частоты в радиоимпульсных локаторах меняются
от 30 до 1000 МГц (длина волны в воздухе 10—0,3 м) с
длительностями соответственно 10 мкс— 10 не. В видеоимпульсных
локаторах, впервые примененных для интроскопии недр Земли
Дж. Куком в 1960 г., т меняется от 1 до 10 не.
2. Мощность импульса должна быть от нескольких единиц
до сотен ватт.
3. Минимальный уровень входного сигнала — порядка
100 мкВ при динамическом диапазоне (Д), т. е. отношении мак-
37

симальной амплитуды к минимальной на выходе приемника, от
50 до 150 дБ. Параметр Д характеризует максимальную
глубинность радиолокатора (hmax, м) при изучении сред с
максимальным ожидаемым затуханием радиоволн (Гтах, дБ/м) или Д«
^ "max! max.
4. Запись результатов может проводиться либо в аналоговой
форме с получением радиограмм с помощью регистраторов типа
тех, которые используют в эхолотах (графическая регистрация
на рулонной или электропроводящей бумаге), а также путем
фотоснимков с экрана электронно-лучевой трубки, либо в
цифровой форме с накоплением сигналов на магнитной ленте с
помощью высокоскоростного регистратора переходных
процессов. В последнем случае легко применимы методы обработки
информации с помощью ЭВМ.
5. Радиолокационные станции для подповерхностных
зондирований имеют массу порядка 50 кг. Более мощные локаторы
устанавливают на машинах, самолетах для дистанционных
съемок.
В результате радиолокационного зондирования получаются
радиопрофили, т. е. зависимости амплитуд отраженных
сигналов от расстояния, пройденного носителем. При осциллографи-
ческой индикации с амплитудной отметкой для получения
радиолокационного профиля используют покадровую импульсную
или яркостную фотосъемку сигналов. Существуют различные
приемы дополнительной обработки отраженных сигналов
(стробоскопический, когерентный и др.). Фактически радиопрофиль
является временным разрезом изученного профиля. Для
определения глубин залегания отражающих контактов, т. е.
превращения временных разрезов в глубинные, необходимо знать
скорости распространения сигналов в перекрывающей толще. Их
получают [151, 167]: путем расчетов через известные
электромагнитные параметры изучаемых сред, например льда, с учетом
частоты поля и температуры; посредством дистанционного
зондирования, когда запаздывания сигналов, отраженных и
прошедших по воздуху при разных разносах г между передающей
и приемной антеннами, измеряются либо наклонным
зондированием, либо путем симметричного разноса антенн от
неподвижного центра зондирования, подобно тому, как это делается в
сейсморазведке методом общей глубинной точки (ОГТ); с
помощью параметрических РЛЗ на скважинах или на изученных
сейсморазведкой профилях, когда получены уравнения регрессии
между t (по РЛЗ) и h (по бурению или по сейсморазведке).
В качестве примера на рис. П.З приведены результаты
радиолокационного зондирования при изучении мерзлых пород на
севере Западной Сибири [167].
Радиолокационное зондирование наибольшее применение
находит в ледовой разведке (изучение мощности и внутреннего
38

а
О 1 Z Ь,т
Е5> ШМг ШШз ШШ^ [Ш5 ^^6
РИС. П.З. Результаты фоторегистрации радиолокационных профилей,
полученных на маршруте для #=350 м, при стробоскопической (а) и
когерентной (б) обработке отраженных сигналов и литологический разрез (в)
участка зондирования (по М. И. Финкельштейну и др., 1986 г.):
/ — границы вечномерзлых пород; 2 — суглинок; 3 — супесь; 4 — граница между средне-
зернистыми и мелкозернистыми песками; 5 — глубина скважин, м; 6 — глубина
залегания грунтовых вод, м
строения покровных, горных, морских, речных льдов) не только
для оценки объемов льдов, но и при проводке судов,
строительстве зимних дорог и т. д. При этом максимальные изучаемые
мощности морских льдов составляют несколько метров, а
пресных — несколько километров. Особенно высока точность
определения мощности покровных ледников (1—5%), что
объясняется стабильностью скоростей распространения
радиолокационных сигналов во льдах из пресной воды (чаще всего 167—
173 м/мкс). Для многих районов Антарктиды построены карты
подледного рельефа по данным аэроварианта РЛЗ [151].
Имеется положительный опыт РЛЗ при мерзлотной разведке,
и прежде всего по изучению мерзлых пород мощностью в
десятки метров, выделению участков распространения мерзлых и
талых пород [167].
Кроме того, РЛЗ применяют для определения мощности
торфа на болотах, картирования поверхности скального основания,
обнаружения карстовых полостей, при поисках грунтовых вод,
в том числе при мелиоративных исследованиях, изучении
окрестностей горных выработок, выявлении археологических объектов
и других подземных сооружений [168]. Глубинность разведки
при решении этих прикладных задач — порядка 10 м,
погрешность— 10—20%.
39

§ 5. ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ
ПРИ РАДИОВОЛНОВЫХ ПРОСВЕЧИВАНИЯХ И В МЕТОДЕ РАДИОКИП
Излучающие и приемные системы
В методе радиопросвечивания поле создается передатчиками
мощностью от 0,5 до 10 В-А. В качестве излучателей в
скважинах обычно используют электрические антенны, обладающие
значительно более высоким сопротивлением излучения, чем
антенны магнитного типа. При работе на близких расстояниях,
например в односкважинном варианте, могут применяться
магнитные антенны с ферромагнитным сердечником. Излучающая
способность вибратора (сопротивление излучения)
характеризуется излученной мощностью, отнесенной к квадрату тока в его
пучности.
Отношение сопротивлений излучения электрического и
магнитного диполей при равенстве их моментов определяется
формулой [151, 161]
/?хэ/Дхм=(120я)2/|вк|, (И.13)
из которой следует, что в хорошо проводящих средах (при
больших значениях ек) различие излучающих способностей этих
диполей невелико. Достоинство магнитных антенн — меньшая
зависимость их параметров от изменения окружающей среды.
В методе радиолокационного (радиокип) профилирования
используют поля радиостанций мощностью десятки и сотни
киловатт. Антенны их представляют собой вертикальные
электрические вибраторы высотой в сотни метров с емкостной нагрузкой
и противовесами. Особенно громоздки антенные системы станций
диапазона СДВ. Список регулярно действующих СДВ-станций,
которые могут быть использованы для геофизической разведки,
приводится в табл. II.2.
Разнообразные приемные системы содержат чувствительные
элементы, избирательные усилители, регистраторы или
индикаторы и узлы, определяющие специфику измерений для
конкретных типов измерительных устройств.
Чувствительным элементом для измерений магнитного поля
служат воздушные или имеющие ферритовый сердечник
приемные рамки (магнитные антенны), окруженные
электростатическим экраном. Для измерений электрического поля используют
заземляемые на концах или изолированные от среды приемные
линии (при наземных и подземных измерениях) или открытые
электрические антенны, например при аэросъемках. Различают
короткие приемные линии (/<Х) и длинные, соизмеримые с
длиной волны (волновые, полуволновые и четвертьволновые
вибраторы).
40

Таблица 11.2
Частоты радиостанций диапазона СДВ, используемые в методе радиокип
Частота, кГц
15,1
16,0
16,8
17,4
17,8
18,6
19,0
19,6
22,3
23,4
Местоположение станции
Франция
Англия
Франция
Япония
Восточное побережье
США
Западное побережье
США
Англия
Англия
Северо-Западная
Австралия
Гавайи
Излучаемая
мощность,
кВт
500
300
300
500
1000
500
500
500
| 1000
500
Районы использования
в СССР
Европейская часть,
Средняя Азия, Западная
Сибирь, Красноярский
край
Европейская часть,
Средняя Азия
То же
Восточная Сибирь,
Дальний Восток
Европейская часть
Дальний Восток
Европейская часть,
Средняя Азия,
Западная Сибирь
То же
Восточная Сибирь,
Дальний Восток
Дальний Восток
Избирательные усилители фильтруют и усиливают
принимаемый чувствительным элементом сигнал до некоторой
величины (обычно около 1 В), необходимой для последующих
операций. Усилитель имеет оптимальную полосу пропускаемых частот,
обеспечивающую наилучшее отношение сигнал/помеха на
выходе. В качестве избирательных элементов используются LC-koh-
туры, электромеханические, кварцевые или активные RC-фильт-
ры. Схема усилителя может быть построена на принципах
прямого усиления или преобразования частоты.
Регистраторами или индикаторами могут служить
стрелочные микроамперметры, цифровые вольтметры, магнитные и
аналоговые регистраторы, угломерные устройства.
Различают четыре типа измерительных устройств.
1. Амплитудный измеритель. Кроме чувствительных
элементов и усилителя он содержит выпрямитель (амплитудный
детектор) и регистратор. С его помощью может быть измерена любая
составляющая электромагнитного поля, для чего ось
чувствительного элемента ориентируют по направлению измеряемой
составляющей.
2. Измеритель активной Re и реактивной Im компонент
составляющей напряженности электромагнитного поля. Это
устройство содержит канал опорного сигнала и фазовый узел (фа-
41

зочувствительный детектор). Устройство может быть построено
на принципах непосредственных измерений или компенсации.
3. Амплитудно-фазовый измеритель. Он регистрирует
отношение модулей и сдвиг фаз составляющих электромагнитного
поля. При непосредственных измерениях используют логометры
(измерители отношения сигналов) и фазометры, а при
компенсационных — регуляторы амплитуды и фазы сигналов и фазо-
чувствительные детекторы, соединенные с индикаторами нуля.
4. Инвариантные устройства для измерения полуосей
эллипса поляризации. Содержат взаимно перпендикулярные
чувствительные элементы и схемы преобразования сигналов, которые
могут быть основаны на разнообразных принципах.
Приемные устройства могут измерять различные величины
электромагнитного поля. Могут измеряться полные векторы
электрического и магнитного поля или составляющие по
координатным осям, а также большие и малые полуоси эллипсов
поляризации (На, Еа, Hb, Eb), угол наклона магнитного
эллипса ос, пеленг, активные (синфазные) и реактивные
(квадратурные) компоненты составляющих векторов напряженности
электромагнитного поля, а также отношения составляющих и сдвиг
фаз, в том числе импеданс Z и фаза импеданса Wz, активные
и реактивные компоненты импеданса и отношений других
составляющих.
Аппаратура метода радиокип
В Советском Союзе и за рубежом разработано несколько
типов наземной и аэроаппаратуры для метода радиокип
(табл. Н.З) [154, 163, 164].
Наземная аппаратура типов ПИНП-2, СДВР-3, СДВР-4
представляет собой амплитудные измерители
супергетеродинного типа с угломерными устройствами. Аналог их — приемник
прямого усиления «Рейдем».
Аппаратура СДВ-АФИ является современным измерителем
активных и реактивных компонент отношений составляющих
электромагнитного поля.
За рубежом наиболее широко применяется
амплитудно-фазовый компенсатор «Ронка ЕМ-16р». Аппаратура ЭДА-ЭРА
построена по такой же схеме.
Аэроаппаратура СДВР-А и канал станции СКАТ-77 служат
для амплитудных измерений Яф на одной или одновременно на
двух частотах СДВ. Аппаратура СДВР-АФ является
измерителем активных и реактивных компонент горизонтальных
составляющих электромагнитного поля. Отечественные типы аэроап-
наратуры содержат профилограф — устройство для регистрации
профиля рельефа по маршруту, основанное на вычитании
сигналов барометрического датчика и радиовысотомера.
42

Таблица II.3
Типы измерительной аппаратуры метода радиокип
Тип аппаратуры, страна
Наземная
ПИНП-2, СССР
ФАГР-2, СССР
СДВР-3, СССР
СДВР-4, СССР
СДВ-АФИ, СССР
«Рейдем», Канада
«Ронка ЕМ-16р»,
Канада
ЭДА-ЭРА, Чехословакия
Аэро
СДВР-А, СССР
Электроразведочный
канал СКАТ-77, СССР
СДВР-АФ, СССР
«Радиофаза», Канада
«Е-фаза», Канада
КЕМ, Канада
Е-80, Канада
SE-99, Канада
Рабочие частоты,
150—450
кГц
30, 120, 480
10—30
11,9; 15,1; 17,4;
18,6;19,6; 22,3;
15—30
15—30
17,8;
23,4
Фиксированные в
пределах от 15 до 30
То же
15,1; 17,4; 18,6;
22,3; 23,4
15,1; 17,4; 18,6;
22,3; 23,4
15-30
15-30
16-30, 50—400,
500-1500
15-30
15—30
15-30
19,6;
19,6;
Измеряемые величины
Яф, Hz, Нв, a
Нг, Ч'я* (опорная
фаза Ez)
Ег, Яф, Нг, Нв, ос
То же
Нщ ReZ, ImZ, Re//*/
/Яф, Im Яг/Яф (опорная
фаза Яф)
Яф, Hz, Яв, а
а, Не/На, Z, Vz
То же
Яф, профиль рельефа к
Яф одновременно на
двух частотах, профиль
h
\rnEr, ИеЯф, 1тЯф, Е^
h (опорная фаза Ег)
ИеЯф, 1т Яф, Е2
(опорная фаза Ег)
Im ErlEz (опорная фаза
Яф, а
Re Hz, Im H2 (опорная
фаза Яф)
Нф, ReЯ2, 1т Я2
(опорная фаза Яф)
Аппаратура КЕМ основана на суммировании и измерении
отношения сигналов от двух скрещенных рамок с осями в
вертикальной плоскости. Аппаратура Е-80 выполнена на принципе
автокомпенсации, a SE-99 — непосредственных измерений с
помощью фазочувствительных детекторов.
Обобщенные блок-схемы современной отечественной
наземной и аэроаппаратуры показаны на рис. II.4 и II.5.
43

ПР
мнА
ИУ
=ГС—I
/7У7 -L
■•-
-9->
*0
п
Г
i^
ФД
ФД
—н
г
5
-^
£0
со
WJ
J
Ц/7
Я/7
ГЛ7
Re
Рис. II.4.
Обобщенные
блок-схемы наземной
аппаратуры для
метода радиокип:
а — амплитудный
измеритель СДВР-4;
б — измеритель
активных и реактивных
компонент СДВ-АФИ;
ПР и ПЛ — приемная
рамка и приемная
линия; ДУ —
дифференциальный
усилитель; ИУ —
избирательный усилитель,
УВЧ — усилитель
высокой частоты; Г —
гетеродин; С —
смеситель; УПЧ —
усилитель
промежуточной частоты; В —
выпрямитель; КФ —
квадратурный
фазовращатель; ФД — фа-
зочувствительный
детектор; ЦР —
цифровой регистратор;
СО — схема
отношений
РИС. II.5.
Обобщенные
блок-схемы
аэроаппаратуры для метода
радиокип:
а — аппаратура
СДВР-АД
(электроразведочный канал
комплексной
аэрогеофизической станции
СКАТ-77); б
—аппаратура СДВР-АФ;
АУ — антенный
усилитель; П — профи-
лограф; БД —
барометрический датчик;
РВ —
радиовысотомер; АР —
аналоговый регистратор.
Остальные условные
обозначения — см.
рис. II.4

Аппаратура метода радиопросвечивания
Существуют следующие типы такой аппаратуры: СРП-7,
СРП-30 и РВМ-6М — для скважин наземного бурения, АЭММ-
ВЧ, АЭММ-30 и «Малахит» —для применения в горных
выработках, скважинах наземного и подземного бурения [16, 157, 158,
165, 166].
Аппаратура СРП-7 и СРП-30 предназначена для работы в
скважинах глубиной до 2000 м. Она позволяет осуществлять
как просвечивание между скважинами, так и радиоволновое
профилирование и зондирование в одиночной скважине. В нее
входят скважинные передатчики с автономным питанием
(напряжение питания может также передаваться по кабелю),
скважинные приемные устройства, наземные блоки регистрации,
соединительный провод для подачи опорного сигнала. Диапазон
частот для двухскважинных измерений — 0,16—37,7 МГц
(девять частот), для односкважинных — от 0,16 до 10 МГц (7
частот). Переход с одной частоты на другую осуществляется сменой
кварцевых резонаторов. Мощности передатчиков для
двухскважинных измерений — от 2 до 10 Вт, для односкважинных —
до 0,1 Вт. Чувствительность приемника — от 0,5 до 5 мкВ на
шкалу прибора. В качестве антенн используются диполи,
изготовленные из кабеля КТШ-0,3. Аппаратура смонтирована на
машине. Диаметр скважин для аппаратуры СРП-7 — более
46 мм, для СРП-30 — свыше 30 мм.
Аппаратура АЭММ-ВЧ и АЭММ-ЗС переносная, применяется
в горных выработках, в наземных скважинах глубиной до 500 м
и в подземных — до 150 м. Имеются шахтный передатчик с
электрическими и магнитными антеннами и шахтный приемник
с магнитной антенной. В скважинном варианте используется
автономный передатчик, а аппаратура АЭММ-ВЧ содержит
также скважинный приемник с автономным питанием. Для
радиоволновых наблюдений применяются частоты 0,512 и
2,048 МГц (АЭММ-ЗС) и 0,5 и 10 МГц (АЭММ-ВЧ), остальные
частоты относятся к диапазону метода индукции. Мощность
шахтных передатчиков — до 10 Вт, скважинных — от 0,5 до
0,8 Вт, чувствительность приемника — 0,3 мкВ на шкалу
прибора. В шахтном варианте предусмотрено использование
электрических и магнитных антенн, в скважинном — электрических.
Скважины диаметром не менее 34 мм (АЭММ-ВЧ) и 32 мм
(АЭММ-ЗС).
Аппаратура «Малахит» предназначена для шахтного и шахт-
но-скважинного РП (глубины скважин до 4000 м). Включает
скважинный и шахтный передатчики и приемник с автономным
питанием. Частоты — от 156 до 36 000 кГц (9 частот).
Обеспечение передающими и приемными электрическими и магнитными
антеннами. Мощность излучателя— 1 Вт, чувствительность при-
45

емника — не менее 0,5 мкВ на шкалу прибора. Для работы в
скважинах подземного бурения обеспечена специальными
штангами.
Аппаратура РВМ-6М может использоваться в обводненных
и сухих скважинах глубиной до 2000 м, диаметром не менее
46 мм. Особенности аппаратуры: дистанционное выключение и
дискретный режим работы передатчика. Рабочие частоты —
от 21,6 до 31000 МГц (10 частот), мощность передатчика —
не менее 1 Вт, чувствительность приемника — 0,3 мкВ на шкалу,
динамический диапазон — 80 дБ.
§ 6. МЕТОД РАДИОКИП
Общая характеристика метода радиокип
Метод радиокомпарирования и пеленгации (радиокип)
основан на изучении полей удаленных радиостанций. Для
производства работ не требуется собственного генераторного устройства,
а портативная приемная аппаратура позволяет выполнять
исследования в самых труднодоступных районах. Измерения
проводят в дальней зоне излучения, где на фоне простой структуры
первичного поля облегчается выделение аномалий [5, 15, 16, 17,
154, 156].
При съемках методом радиокип изучают как магнитное, так
и электрическое поле. По аномалиям магнитного поля
осуществляют главным образом поиск локальных проводящих объектов.
С помощью измерений горизонтальной составляющей
электрического поля ведут картирование горных пород с разным
удельным сопротивлением и поиск высокоомных жил. При этом по
величине импеданса, равного отношению горизонтальных
составляющих электрического и магнитного полей, определяют
эффективное удельное сопротивление пород.
Сверхдлинноволновый (СДВ) вариант метода является более
глубинным, чем длинноволновый (ДВ), поскольку с понижением
частоты увеличивается глубина проникновения
электромагнитного поля в землю, поэтому его используют для
геолого-структурного картирования рудных полей и месторождений, а также
для поисков контрастных по электропроводности полезных
ископаемых. В варианте ДВ из-за относительно малой
глубинности исследований метод обычно применяют для решения
специфических задач, когда представляют интерес неоднородности
поверхностного слоя: изучения карста, картирования рыхлых
отложений, контактов мерзлых и талых пород, поисков
подземных вод в аридных зонах и т. д.
Основной недостаток метода — малая глубинность
исследований в районах с низкоомным разрезом (см. табл. ИЛ).
Кроме того, в некоторых случаях пеленги радиостанций могут
46

быть неблагоприятными для возбуждения электропроводных
объектов.
Существуют также некоторые, специфические помехи. Так,
кроме геологических объектов, аномалии могут обусловливаться
локальными формами рельефа и искусственными проводниками
(линиями электропередач и проводной связи, трубопроводами
и т. д.). Характерные локальные аномалии от искусственных
проводников обычно легко распознаются, однако выделение
полезных аномалий на этих участках может быть затруднено
или даже невозможно.
Мешающим фактором являются разряды атмосферного
электричества. В случаях близких гроз импульсные атмосферные
помехи могут быть настолько сильными, что съемку приходится
на время прекращать.
Следует также принимать во внимание вариации поля во
времени, связанные с непостоянством отражательной
способности ионосферы.
Началу полевых съемок предшествуют подготовительные
операции по выбору частоты и изучению временных вариаций.
Выбор частоты определяется стабильностью работы
радиостанции, достаточно высокой (по отношению к помехам)
напряженностью поля, благоприятным пеленгом, который при поисках
электропроводных объектов не должен составлять с их
простиранием угол, больший 70°.
Метод радиокип применяется при исследованиях на
поверхности земли, при аэросъемках, реже — при изучении скважин
и горных выработок.
Наземные съемки
Наземные съемки проводятся в масштабах от 1:1 000 до
1: 50 000. При использовании амплитудных измерителей изучают
составляющие Яф, Hz, Hb, a, Er в полном комплексе или
некоторые из них, в зависимости от задач съемки. Методика работ
изложена в инструкции по электроразведке [5].
Результаты полевых измерений представляют в виде
графиков составляющих магнитного поля и импеданса или
эффективного удельного сопротивления. Значение импеданса в омах
можно получить, используя формулу
Z=(U(Er)IU(H9))(g/hi)9 (11.14)
где U(Ег) и U {Ну)—отсчеты по амплитудному измерителю,
мкВ; g — коэффициент преобразования приемной рамки, Ом-м;
hi — коэффициент преобразования (действующая длина)
приемной линии, м. Для заземляемых линий hi = l (I — длина
линии), для стелющихся изолированных линий Л/= 0,5/. Эффек-
47

U(HV),MKB
no
100
WOOX\
16 кГц,
16 кГц
2,9 х-
О/ 0г e3j \m* m\f csk
РИС. II.6. Графики Яф и рЭф, полученные методом радиокип над
проводящей медноколчеданной зоной:
/ — андезитовые порфириты; 2 — спилиты; 3 — пиритизированные породы; 4 — массивые
руды; 5 —рыхлые отложения; 6 — тектонические нарушения
Аф>
0M-M
W00
100
Z,0m
IS
ю
- 5
0
F
Л ЛЛ>
w^v
г
V V |
v vl / l#
i ЛЛлЛ/А
200
V >
A.t A.J
1
W
v vi
iv v
[ уГ у
Л д
1/V V4 л
1
Ш
v v
г
l*L£>L
4 -•
У
X,M
^U
РИС. Н.7. Аномалии импеданса над высокоомными кварц-карбонатными
жилами:
1 — андезиты; 2 — туфы; 3 — туфобрекчии; 4 — андезито-дациты; 5 — кварц-карбонатные
жилы; 6 — тектонические нарушения

РИС. 11.8. Результаты амплитудно-
фазовых измерений на частоте
17 кГц над зоной дробления в кварц-
слюдистых сланцах
РИС. II.9. Графики амплитуды и
фазовой аномалии импеданса над
древней речной долиной,
погребенной под мерзлыми рыхлыми
отложениями:
/ — песчаники; 2 — базальные
конгломераты; 3 — известняки; 4 — рыхлые отложения;
5 — граница коренных пород по данным
интерпретации; 6 — усредненные графики
импеданса и аномального фазового сдвига
между Ег и Яф; 7 — наблюденные
значения этих величин
тивное удельное сопротивление определяют по формуле (1.32).
Затем строят карты рЭф.
Примеры амплитудных измерений показаны на рис. II.6 и
II.7. В первом случае объектом поиска являются прожилково-
вкрапленные и массивные медноколчеданные руды. Эта задача
решается на частоте СДВ (16 кГц). На частоте 270 кГц
отмечаются лишь контакты зоны. Второй пример иллюстрирует
возможность поиска золоторудных кварц-карбонатных жил,
которые отмечаются пиками графиков горизонтального
электрического поля на фоне более мелких неоднородностей.
Амплитудно-фазовые измерения с аппаратурой СДВ-АФИ
включают комплекс измерений следующих величин: модуля #ф,
Re#*, Im#z, ReZ, ImZ. По данным измерений могут быть
вычислены модуль Z и фаза *Fz импеданса.
При изучении электропроводных объектов
амплитудно-фазовые измерения магнитного поля позволяют оценивать парамет-
4-815
49

ры объектов. В качестве примера на рис. 11.8 приведены
аномалии электромагнитного поля над тектонической зоной
интенсивно дробленых и каолинизированных пород. Приемы
оценочной интерпретации (см. § 2) дают угол падения зоны около 45°,
мощность первые десятки метров, удельное сопротивление около
10 Ом/м, что соответствует геологическим данным.
Другой пример — результат измерений на частоте 15 кГц
импеданса и его фазовой аномалии над древней речной долиной,
погребенной под мерзлыми рыхлыми отложениями, удельное
сопротивление которых составляет десятки тысяч ом-метров
(рис. 11.9). Результаты интерпретации, проведенной с
использованием формулы (1.7), дают положение рельефа коренных
пород с удовлетворительной точностью.
Аэросъемки
Аэровариант метода радиокип обычно применяют в
комплексе с магнитометрией и гаммаспектрометрией при поисково-кар-
тировочных аэросъемках масштабов 1:10 000—1:50 000. В
таком составе работает комплексная аэрогеофизическая станция
СКАТ-77. Она укомплектована каналом метода СДВ-радиокип,
с помощью которого на одной или одновременно на двух
частотах (желательно с разными пеленгами) измеряют
горизонтальную составляющую магнитного поля. Методика аэроработ с
такой аппаратурой изложена в инструкции по
электроразведке [5].
Более современный тип аппаратуры СДВР-АФ для
комплексных аэросъемок основан на измерении активных и
реактивных компонент электромагнитного поля: Re#<p, 1т#ф, 1т Ег,
а также амплитуды Ez и профиля рельефа вдоль маршрута.
В качестве опорного используется сигнал, поступающий с
короткой вертикальной электрической антенны, устанавливаемой
вместе с антенным усилителем под днищем фюзеляжа.
Горизонтальную магнитную антенну, прикрепляемую к хвостовой части,
ориентируют по максимуму приема. Горизонтальную
электрическую составляющую (^-поляризация) измеряют с помощью
симметричной антенной системы, состоящей из двух коротких
(по 0,5 м) штырей с усилителями, прикрепляемыми к боковым
стенкам фюзеляжа.
При аэросъемках с аппаратурой СДВР-АФ направление
маршрутов выбирают таким образом, чтобы оно составляло с
направлением прихода волны угол не менее 45°. Если по каким-
либо причинам это условие невозможно выполнить, съемку
проводят в варианте //-поляризации, располагая горизонтальную
электрическую антенну по направлению полета в носовой и
(или) хвостовой части. Возможно использование
несимметричной горизонтальной электрической антенны, однако при этом на
50

/ \
Ш1
о-
Jo I
О' \0~
РИС. 11.10. Результаты аэросъемок методом радиокип с аппаратурой
СДВР-АФ:
/ — графики аномальных значений Re #ф; 2 — графики аномальных значений Im H • 3 —
рудопроявление; 4 — изолинии эффективного удельного сопротивления в тысячах
ом-метров (измерения Im Er)
приемную систему, включающую в качестве противовеса корпус
летательного аппарата, особенно велики наводки составляющей
£г, которая в десятки и сотни раз превышает ЕГу что затрудняет
прием даже реактивной компоненты Ег.
Для контроля правильности установки квадратуры канала
\тЕг задают бортовую (^-поляризация) или килевую
(//-поляризация) качку и при необходимости регулируют фазу в канале
Ег, добиваясь минимального влияния на запись Im Er сигнала
4*
51

Ez, наводимого на горизонтальную антенну при качке.
Установка квадратуры канала Im Яф осуществляется путем регулировки
фазы до получения нулевого уровня записи 1тЯф при полете по
направлению рядового маршрута на высоте более 500 м, где не
сказываются локальные неоднородности геологического
строения.
Автоматизированная обработка аэроданных, получаемых с
помощью аппаратуры СДВР-АФ, включает два этапа. На
первом этапе для составляющих электрического и магнитного поля
производятся однотипные операции: определение фоновых и
центрированных значений, нормирование величин относительно
фоновых значений Ez и ИеЯф; на втором этапе для компонент
электрического и магнитного полей осуществляются
специфические операции: для Im Er они заключаются во введении
курсовой поправки и перевода исправленных нормированных значений
Im£V в значения эффективного удельного сопротивления, для
компонент Яф — в исключении влияния локальных форм
рельефа путем вычисления выборочного коэффициента линейной
корреляции между центрированными значениями ИеЯф и рельефом
(аномальные значения ИеЯф и 1тЯф для точек с
высокозначимой корреляцией принимаются равными нулю).
Результаты аэросъемок с аппаратурой СДВР-АФ
изображаются в виде изолиний рЭф и графиков аномальных значений
Re Яф и Im Яф.
В качестве примера на рис. 11.10 показаны результаты
аэросъемок на участке рудопроявления, приуроченного к зоне
интенсивно графитизированных и сульфидизированных пород.
Зона отмечается пониженными значениями рЭф и характеризуется
отношением реактивной и активной компонент Яф, близким к
— 1, что свидетельствует о высокой электропроводности зоны.
Другие зоны пониженного сопротивления не сопровождаются
столь значительными аномалиями 1тЯф и соответствуют
тектоническим нарушениям с меньшей степенью графитизации и
сульфидизации. Повышенными значениями рЭф отмечаются
интенсивно окварцованные породы, окружающие рудопроявление.
Измерения под землей
Цель метода радиокип в подземном варианте — определение
общих контуров месторождения и размещения проводящих руд.
Проникновение радиоволн ограничено глубинами 150—250 м,
поэтому метод применяется для разведки верхних горизонтов
месторождений.
Основные помехи создают искусственные проводники, для
борьбы с которыми применяют такие же методы, как и при
радиопросвечивании. Кроме того, по возможности выбирают
станцию с пеленгом, перпендикулярным к направлению проводника.
52

Аномалии #ф выделяют путем расчета нормального поля по
формуле 1.4, для чего необходимо знать удельное сопротивление
среды. По аномальным значениям Яф и Hz в разрезе строят
векторы аномального поля для точек наблюдения. Проводя
перпендикуляры к векторам, методом засечек определяют
положение электропроводного тела.
§ 7. ДИСТАНЦИОННЫЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ
АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ
Под дистанционными сверхвысокочастотными
аэрокосмическими съемками понимаются дистанционные методы
исследования земной поверхности и геологической среды, основанные на
изучении электромагнитных излучений с длиной волны в
пределах 1м — 1 мкм и находящиеся на стыке электроразведки,
терморазведки и аэрофототелевизионной съемки [16, 169]. Эти
методы подразделяются на методы активной радиолокации,
основанной на изучении отраженных сигналов после облучения
земной поверхности с летательных аппаратов, и пассивной,
использующей эмиссионные излучения земной поверхности.
Типично электроразведочными среди дистанционных
являются радарные съемки (РЛС) в миллиметровом —
дециметровом диапазоне электромагнитных волн, аппаратура для которых
разработана в Институте радиоэлектроники АН СССР.
Радарные съемки, называемые также сверхвысокочастотной
радиотелеметрией (СВЧ-РМ), мало чем отличаются от рассмотренного
в § 2, 6 импульсного метода радиолокации (ИМР). Метод
находит применение для мерзлотно-гляциологического и
инженерно-геологического картирования и гидромелиоративных
исследований, и в частности, изучения влажности и засоленности
почв с целью контроля за гидромелиорированием земель [167,
168]. По кинематическим и динамическим признакам
отраженных радиосигналов определяют мощности мерзлых пород и
льда, глубины залегания уровня грунтовых вод, оценивают
изменения влажности и засоленности почв.
Активная радиолокация в ультрафиолетовой области
спектра, проводимая с помощью лазеров, может стать ценным
способом контроля и охраны природной среды.
К методам пассивной дистанционной радиолокации
относятся: радиотепловые и инфракрасные съемки (РТС и ИКС) с
использованием ближнего, среднего и дальнего диапазона
инфракрасного излучения на электромагнитных волнах длиной,
меняющейся в пределах 0,78—1,4; 1,4—10; 10—400 мкм, а также
спектрометрические съемки (СПС) в диапазоне волн 0,3—3 мкм
[16, 169]. Методы пассивной радиолокации по методике и
технике работ, способам представления материалов (в виде
снимков) и приемам интерпретации (дешифрирование) похожи на
53

фототелевизионные съемки. Однако вместо поля яркости,
которое заснимается с помощью фотоаппаратуры видимого
диапазона волн (0,6<Яо<0,7 мкм) в методах РТС, ИКС, СПС
изучается температурное поле с помощью тепловизоров,
настроенных на определенные длины волн, чаще всего 3—5 и 8—13 мкм
и другие окна прозрачности атмосферы, что обеспечивает
работу при наличии облачности и ночью.
Тепловизор состоит: из чувствительного к
электромагнитному излучению определенных длин волн фотодетектора,
представляющего собой особый кристалл, который находится в
охлаждающем устройстве на жидком гелии или азоте при очень
низкой температуре (до 4°К); сканирующего устройства для
развертки фотодетектора перпендикулярно к оси полета
станции; электронных блоков усиления, преобразования и
регистрации, с помощью которых электрический сигнал с фотодетектора
трансформируется в визуальное изображение (на экране
телевизора или фотопленке) температурной карты.
Таким образом, с помощью тепловизора безынерционно, с
достаточно высокой точностью (порядка долей градуса) ведется
измерение интегральной интенсивности инфракрасного
излучения определенного спектра, соответствующего некоторому
интервалу температур земной поверхности.
Наблюдаемая температурная карта отображает: нагрев
поверхности слоев внутренними источниками тепла и Солнцем,
а также тепловые свойства горных пород; излучение земной
поверхности, которое зависит прежде всего от оптических свойств
пород и почв на поверхности; условия прохождения сигнала от
земной поверхности до фотодетектора, которые определяются
рельефом местности; турбулентный обмен в воздухе (ветровые
аномалии); облачность и осадки, отличающиеся разной
прозрачностью в разных интервалах микрометрового диапазона
волн, и другие мешающие факторы.
Обобщенным тепловым параметром, наиболее сильно
влияющим на интенсивность тепловых аномалий, является тепловая
инерция пород
Q = JX^, (И.15)
где Хт — теплопроводность; с — удельная теплоемкость; о —
плотность [169].
Величина Q минимальна у сухих почв, торфа (до 500).
У рыхлых осадочных пород она возрастает от 500 до 2000, а у
скальных осадочных и изверженных пород меняется в пределах
1000—2500 ед. СИ. У воды (океаны, моря, озера) тепловая
инерция максимальна (10 000). Водонасыщенность — основной
фактор, увеличивающий тепловую инерцию горных пород.
С помощью инфракрасной съемки могут быть установлены
региональные и глобальные тепловые аномалии, связанные с:
54

областями активного вулканизма, глубинными разломами и
другими структурами, к которым приурочены тепловые потоки,
а также районы активной гидротермальной деятельности.
Радиотепловые, особенно многоспектральные, съемки, т. е. съемки
одновременно в нескольких узких интервалах видимого и
невидимого диапазонов спектра электромагнитных колебаний,
позволяют получить характеристики геологических объектов,
отличающихся по тепловой инерции. Возможности решения тех или
иных геологических задач аэрокосмическими дистанционными
съемками базируются на следующих факторах.
1. Все объекты поверхности Земли отражают или излучают
электромагнитные колебания, различающиеся по интенсивности
и по частоте. Можно разделять объекты по их фототону
(интенсивности излучения или отражения) и рисунку изображения
(сочетанию элементарных площадок с одинаковой
интенсивностью излучения или отражения).
2. Отдельные элементы поверхности Земли и их
закономерные сочетания (ландшафты) являются производными
эндогенных и экзогенных процессов. Эндогенные процессы, как
правило, ведущие, поскольку они предопределяют направленность
экзогенных.
3. Связь ландшафтов с глубинным строением может быть
установлена тем объективнее, чем обширнее изучаемая площадь.
Космические снимки Земли отличаются высокой обзорностью.
Если аэрофотоснимок обычно охватывает площадь 500—700 км2,
то космические — в десятки и сотни раз большую. Благодаря
этому удается установить связи между крупнейшими
геологическими структурами. К тому же элементы ландшафта
обобщаются, а маскирующее влияние почвенного и растительного
покрова уменьшается. В результате геологические объекты
проявляются более рельефно и как бы «просвечивают» сквозь
покровные отложения. В пустынных районах иногда выделяются
участки неглубокого залегания пресных и минерализованных
подземных вод.
4. Съемки одних и тех же участков могут осуществляться
неоднократно, что позволяет идентифицировать геологические
объекты по временным, суточным и сезонным вариациям их
спектральных характеристик. Сравнение разновременных
снимков может помочь в изучении динамики современных физико-
геологических процессов: воздействия на породы поверхностных
вод, ветра, осадконакопления, вулканизма, сейсмичности и
других факторов.
Следует также иметь в виду, что геологические карты
стареют, срок их жизни 10—30 лет. Возникают новые требования,
идеи, что обусловливает необходимость повторных съемок.
Использование спутниковых съемок позволяет ускорить и удеп^
вить проведение повторных исследований.
55

Данные космических наблюдений дополняют информацию,
получаемую другими методами: геологическими в наземных,
воздушных и подземных вариантах.
Можно наметить круг геологических задач, в решении
которых дистанционные съемки займут достойное место: 1)
составление новых и детализация существующих карт; 2) выявление
новых и уточнение морфологии известных глобальных,
региональных и локальных структур, а также их взаимоотношений;
3) выявление перспективных площадей в крупнейших рудных
и нефтегазоносных провинциях; 4) исследование глубинного
строения равнинных закрытых территорий; 5) изучение
труднодоступных высокогорных районов и акваторий; 6) инженерно-
геологические, гидрогеологические, гидромелиоративные
изыскания; 7) изучение и контроль за изменением водного, соленого
и теплового режима почв, что крайне важно для научно
обоснованной мелиорации земель и охраны геологической среды.
§ 8. МЕТОД РАДИОВОЛНОВОГО ПРОСВЕЧИВАНИЯ
Метод РП применяется на разных стадиях
геологоразведочных работ в двух основных вариантах: изучение пространства
между двумя профилями (обычно подземными, иногда между
подземным профилем и поверхностью земли) и наблюдения
вдоль одиночного профиля.
В первом из них изучается прохождение радиоволн через
массив горных пород между источником и приемником
радиоволн. При этом участки горных пород или искомые
геологические объекты, отличающиеся по электромагнитным свойствам,,
по-разному ослабляют напряженность электромагнитного поля.
На ранних стадиях работ этот вариант помогает прослеживать
минерализованные зоны и другие рудоконтролирующие
структуры. При детальной и эксплуатационной разведке
геологические задачи обычно сводят к изучению рудных тел: их
обнаружению, установлению условий залегания, размеров и формы.
Одновременно может решаться задача выделения безрудных
участков.
Исследуемый массив, по данным радиопросвечивания,
можно расчленить на однородные зоны, различающиеся средними
значениями электромагнитных параметров. При наличии
корреляционных связей этих параметров с составом и строением
РУД удается выделить «геофизические блоки», соответствующие
различным типам руд. Безрудные участки расчленяют на
геоэлектрические зоны, соответствующие разным породам.
Одновременно устанавливают структурные особенности локализации
оруденения. Литологическое расчленение разреза с помощью
РП является самостоятельной и важной задачей, которую часта
недооценивают.
56

G помощью межскважинных наблюдений рекомендуется
прослеживать тел а-волноводы так называемым методом ВЭМК
[159].
Второй вариант метода применяют при плотности поисково-
разведочной сети, недостаточной для РП между профилями.
В этом случае изучают интерференционные поля, возникающие
при взаимодействии прямых, отраженных и дифрагированных
волн. Решаются задачи обнаружения рудных тел, определения
расстояний до них, их размеров и элементов залегания. Иногда
оценивают радиус безрудных зон вокруг профиля.
Самостоятельное значение имеют горнотехнические задачи:
обнаружение и локализация карстовых полостей, зон
обрушения, сбойка горных выработок и др.
На основе РП возможен переход к оптимизированным
системам разведки: разрежению сети разведочных выработок
(особенно на безрудных участках), замене тяжелых выработок
более легкими и т. д. [161].
Определение основных параметров
Для интерпретации результатов РП необходимо знать
коэффициент поглощения пород а и аппаратурную константу Vo.
Для их получения используют величины сигналов Vn на выходе
приемника, измеренные в однородных породах. Величина Vo
для каждого комплекта аппаратуры (заданы чувствительность
приемника, мощность передатчика, конструкция приемной и
передающей антенн) является постоянной и входит в формулу
для расчета [15, 16, 158, 166]:
Vn= V0[exp (—ar)/r]sin 9i sin 02, (11.16)
где г — расстояние между центрами приемного и передающего
диполей; 0i и 02 — углы между осями диполей и лучом,
соединяющим их центры.
Обозначив У= Vn/7(sin0i sin02), получим In Y=ln Vo—ar.
По результатам измерений Vn в двух точках находят
коэффициент
а = 1п[У1г1/(У2г2)]/(г2-г1). (П.17)
Для повышения точности определения а проводят большее
количество наблюдений вдоль профиля по выработке или
скважине. Результаты изображаются на бланке в
полулогарифмическом масштабе, причем в случае однородных пород
зависимость In У от г представляет собой прямую линию, отсекающую
на оси ординат (In У) величину Vo. Тангенс угла наклона
прямой к оси абсцисс равен величине а.
Коэффициент а связан с параметрами среды [см. (1.17)].
Зная а, по номограмме рис. 1.2 можно найти удельную электро-
S7

проводность замещающей среды с. Если величина а определена
на двух частотах — /i и /2, то о вмещающей среды и ее
диэлектрическую проницаемость находят из выражений
а= (107/4я2)[а,а2/(Ш]У(/12а12-/22а22)/(а12-а22),
(11.18)
e=(3-108/4n2)(/i2a24-/22ai4)/[/i2/22(ai2-a22)].
Получив Vo и а по формуле (11.16), рассчитывают
нормальное поле в точке приема; для этого также можно использовать
палетки, приведенные в [161].
Одновременно с определением основных параметров на
разных частотах изучается фон геологических помех, источником
которых являются электрически неоднородные участки пород*
контакты, тектонические нарушения и т. п. Минимальная
величина аномалии обусловлена величиной общего среднего квадра-
тического отклонения А0бщ- Для выбора диапазона частот и при
проектировании работ требуется установить дальность РП. При
РП между профилями различают максимальную дальность
которой сигнал на выходе приемника Vmm
при
50 WO 150 ZOO 250 500 пи
РИС. 11.11. Палетка для
определения дальности радиопросвечивания
превышает в несколько раз
уровень сигнала при
выключенном передатчике, и
рабочую дальность гр, при которой
возможно уверенное
выделение аномалии на фоне помех.
Величина гр ограничивается
сигналом Ур = ЗД0бщ+Vmm.
При известном значении V0
величины гтах и гр определя-
ются по палетке рис. 11.11.
Для этого Vmin и Vp
приводятся к значению Vnp =
= Vp (sin 9i sin 62). Вычисляя
Vnp/Vo или Vminnp/Vo и откла-
дывая их значения на оси
ординат для данных а,
определяем г или rmax. Эта палетка
может быть использована для
получения а при известных
Vo и г. Экспериментально
максимальная и рабочие
дальности РП ВДОЛЬ Профиля r'max И
гр' легко определяются путем
изменения расстояния между
передатчиком и приемником
до получения
соответствующих сигналов.
58

Дальность h обнаружения объектов, расположенных в
стороне от профиля, не превышает половины гр, а обычно меньше
ее и оценивается с помощью палетки (см. рис. 1.20). Для этого,
зная удельную проводимость среды а и выбрав частоту /, на
палетке находят кривую с соответствующим параметром а/р, по
которой устанавливают, при каких разносах г и на каких
расстояниях h возникают интерференционные минимумы поля.
Зная гр и гр', несложно определить дальность обнаружения
объекта. Практическая дальность зависит от
электропроводности среды и может составлять до сотен метров (например, в вы-
сокоомных породах Кольского п-ова).
Методика наблюдений
Подробно вопросы методики рассмотрены в [5]. Поэтому
остановимся только на основных моментах.
При радиопросвечивании между профилями применяют две
основные схемы наблюдений: последовательное перемещение
передатчика и приемника по соседним профилям при
постоянном превышении приемника над передатчиком (так называемый
синхронный, а точнее, ступенчатый способ) и изучение разреза
с одной или нескольких стоянок неподвижного передатчика или
приемника (шаговый или веерный способ). Преимущество
веерного способа — стабильность излучения неподвижной
электрической антенны. Ступенчатый способ обычно применяется для
поисков, а веерный — для определения контуров изучаемого
объекта.
При просвечивании пространства вокруг одиночного профиля
применяют радиопрофилирование и радиозондирование. При
радиопрофилировании передатчик и приемник перемещаются
вдоль профиля при постоянном между ними расстоянии
(разносе). При радиозондировании один из них неподвижен, а разнос
изменяется. Непрерывная регистрация сигнала — необходимое
условие выявления интерференционных минимумов поля, а
значит, и рудных тел в окрестностях скважины. Без этого
выполнение радиопрофилирования лишено смысла. Как показала
практика, эта очевидная необходимость часто не соблюдается. Более
удобным практически является радиопрофилирование, при
котором не изменяется уровень поля с изменением разноса,
поэтому легче выделяются аномальные участки.
В основе выбора благоприятных разносов и частот лежат
результаты численных расчетов и моделирования (см. § 3). Из
рис. 1.19 видно, что наибольший интерес представляют разносы
больше 0,5Я. Минимумы поля возникают не на всех разносах:
обычно требуется выполнить наблюдения с 4—5 разносами,
изменяющимися от 0,5А, до 4,5Х. Наличие даже небольшого
наклона отражающей границы при достаточной протяженности объ-
59

й А
С*6.1
1,Z5 1,5
РИС. 11.12. Интерпретация
результатов односкважинного
радиопросвечивания:
а — экспериментальные графики
радиопрофилирования по скв. I; о —
распределение аномального поля
EJE}^ при а=2,5-10-4 См/м, f=
=5 МГц, а/Р=0,05, 6=30° и
определение расстояний до
предполагаемых рудных тел (fri*=30 м, /г2в
=45 м); в •— построение
отражающей границы и результаты
последующего бурения скв. 2, вскрывшей
колчеданно-полиметаллические руды
екта и профиля исключает возможность пропуска аномалии.
Интерференционные минимумы при этом возникают на
нескольких разносах (рис. 11.12).
Рекомендации использовать для поисков рудных тел из
одиночных скважин наименьшую из возможных частот неверны.
Выбор частот зависит, прежде всего, от ожидаемых размеров
искомых тел. На более высоких частотах детальнее исследуется
околоскважинное пространство, меньше риск пропустить
искомый объект. В то же время при повышении частоты снижается
дальность метода.
Радиопрофилирование выполняется на нескольких частотах,
начиная с высоких. На каждой частоте используют несколько
разносов. Минимальный разнос выбирается от 0,5Я до 0,8Я.
Каждый следующий разнос увеличивается на (0,05—0,1)% до гр'.
Интервалы профиля, на которых происходит заметное
понижение поля, изучаются специально. Для этого здесь меняют разнос
60

на (0,1—0,2)Я. Резкое падение уровня поля помогает выявить
интерференционный минимум. Для определения расстояния до
объекта и угла его наклона достаточно нескольких аномалий,
полученных на одной частоте. Необходимо получить также
некоторое количество безаномальных графиков для повышения
надежности интерпретации. Оценка безрудности околоскважин-
ного пространства в заданных пределах требует значительного
количества наблюдений с различными разносами и на
различных частотах.
Исследования в прямолинейных горных выработках проводят
обычно по схеме радиопрофилирования с параллельными
передающей и приемной магнитными антеннами, ориентированными
нормально к оси выработки.
При наблюдениях вдоль одиночного профиля могут быть
использованы установки, позволяющие измерять различные
составляющие электрического и магнитного полей так
называемыми многокомпонентными, поляризационными, чисто
аномальными и другими методами. Необходимо отметить, что многие иа
этих методов не учитывают влияния помех (искусственных
проводников в шахтах, изменения наклона буровых скважин,
неоднородности разреза и др.), что может привести к запутанным
результатам.
Измерения вдоль профиля выполняют также для изучения
электрических параметров пород и корреляции однородных зон
при расчленении разреза методом РП.
Проведенные за последние годы численные расчеты и
моделирования позволили вновь рекомендовать РП из-под земли на
поверхность с измерением вертикальной магнитной
составляющей поля от погруженного магнитного диполя [157].
Методика интерпретации
Способы интерпретации результатов РП между профилями
основаны на представлениях геометрической оптики. Однако на
величину Уп, кроме объектов, стоящих на пути луча
просвечивания, влияют объекты, целиком или частично находящиеся в
стороне от этого луча, в пределах зоны Френеля (см. § 3)
[5, 16, 158, 161, 166].
Способ сравнения. Основан на сопоставлении
наблюденных кривых с графиками напряженности нормального поля,
для чего на основе формулы (11.16) вычисляется In Vn. Графики
наблюденного и нормального полей строят в
полулогарифмическом масштабе и совмещают до наилучшего совпадения на
участках однородных пород. При этом устраняются ошибки,
выбора W Выделив аномальные участки, соединяют пункт
стоянки с их крайними точками. Объект оконтуривают
засечками с нескольких стоянок. Способ отличается простотой и на-
6Ц

глядностью, удобен для выявления и оконтуривания рудных тел,
если часть профиля проходит по безрудному участку.
Лучевой способ. Используется коэффициент
экранирования (отношение величины нормального поля к измеренному)
Э= (У0sine! sinе2/Уп)[ехр(—аг)/г]. (11.19)
Вычисленные коэффициенты экранирования относятся к
лучам, соединяющим передатчик с приемником. Для вычисления
Э определяют Vo и а, которые при дальнейших расчетах
считаются постоянными.
Способ обобщенной плоскости. При просвечивании
массива с различных стоянок через каждую точку разреза лучи
проходят многократно. При этом изменение среднего значения
коэффициента кажущегося поглощения ак зависит в основном
от изменения поглощения на участках пересечения лучей.
Обработка материалов основана на перенесении вычисленных
значений коэффициента поглощения на обобщенную плоскость,
осями координат которой являются оси скважин. На этой
плоскости лучи отображаются в виде точек, имеющих свои значения
•ак, по которым строятся изолинии. Таким образом, коэффициент
поглощения определяется для каждого луча, а не считается
заранее известным, как в лучевом способе.
Переход к изучаемому разрезу предполагает, что каждая
прямая на обобщенной плоскости, пересекающая оси координат,
в плоскости просвечивания представляет собой совокупность
лучей, проходящих через точку разреза. На разрезе наносятся
точки, соответствующие серии прямых на обобщенной плоскости,
каждая из которых имеет свое среднее значение ак. По этим
точкам строятся изолинии, отражающие геоэлектрический
разрез. В характеристику каждого луча существенный вклад вносят
аномальные участки разреза, а характеристика точки
представляет собой сумму характеристик лучей. Следовательно,
недостаток способа — необоснованное влияние аномальных
неоднородности на области однородных пород.
Способ наибольших сигналов. Основан на
предположении, что каждую точку разреза наиболее точно
характеризует луч с наименьшим коэффициентом поглощения, так как
именно он не встретил на своем пути экранирующих объектов.
Первоначально на разрезе выделяют зоны существования
лучей с наименьшими значениями ак (высокоомные породы).
В пределах пространств, не занятых этими зонами, выделяются
более поглощающие зоны и т. д. до выделения наиболее
экранирующих участков, в которых окажутся лучи с наибольшими
значениями ак. Контуры этих участков в той или иной степени
соответствуют границам рудных тел.
Детальное изучение рудных зон осуществляется с
привлечением коэффициентов экранирования, которые в данном случае
*62

вычисляются с повышенной точностью, так как изменение
коэффициентов поглощения изучено для всех безрудных участков,
со всех сторон от рудного тела. На этом этапе интерпретации
оценивают мощность и удельную электропроводность
выделенных рудных тел (по формулам § 43).
При решении задач пространственной геометризации рудных
тел (месторождений) по комплексу глубинных геофизических
характеристик метод РП применяется для детализации
отдельных участков геоэлектрической модели, при этом необходим
переход к интерпретации, результатом которой являются не
графики напряженности поля или лучевые диаграммы, а
геоэлектрические разрезы, расчлененные на зоны, отличающиеся
по степени поглощения радиоволн [161]. Эти зоны определенным
образом увязываются с горными породами, отличающимися па
электрическим свойствам, отражая геологическое строение
разреза на участках между выработками. В ряде случаев такие
измерения in situ позволяют оконтурить руды различных типов.
При редкой сети скважин особые трудности вызывает
влияние боковой волны и несколько меньшие — волны, отраженной
от подошвы наносов. Боковая волна распространяется
значительную часть пути по воздуху, не испытывая ослабления,
поэтому в верхней части разреза до глубины в несколько сот
метров величина помехи может заметно превосходить полезный
сигнал. Особенно велика ее роль в области тени, где она
«стирает» аномалию. Очевидна также возможность появления
ложных аномалий — интерференционных минимумов поля,
вызванных сложением прямой, боковой и отраженной волн.
Учет боковой волны необходим при расстояниях больше
300 м (/^0,02—1 МГц). Глубину влияния боковой волны
рекомендуется оценивать по формуле [152]
|Ев/£пр| =[2/(Sir)/(| 3\2\eN \2F(Q))](R/r)exp[-aN(z+z0) +
+aPR], е = е,+;[36я- 109/(рсо)], (11.20)
где \Еб/ЕПр\—отношение амплитуд боковой Ев и прямой Епр.
волн; 2o, z — глубины погружения источника и приемника, м;
aw, ар — коэффициенты поглощения соответственно в
вертикальном направлении и по лучу передатчик — приемник, Нп/м;
е' — относительная диэлектрическая проницаемость; р —
удельное электрическое сопротивление нижней среды, Ом-м; г —
расстояние между скважинами, м; индексами «Т» и «ЛЬ отмечены
электрические параметры в горизонтальном и вертикальном
направлениях соответственно; R — расстояние передатчик —
приемник, м; J(Sr)—функция ослабления, в реальных условиях
может быть принята равной 0,8.
При обработке результатов РП в анизотропных средах и на
расстояниях более 300 м рекомендуется применять метод обоб-
6$

щенной плоскости [152]. Полученные планы изолиний
используют для интерпретации на основе представлений о характерной
конфигурации аномалий на обобщенной плоскости в
зависимости от формы рудных тел. Эталонные аномалии получены
моделированием на телах простых форм (полоса, пластина, диск,
эллипсоид). Кроме конфигурации изолиний учитывают градиент
Э по краям аномалий, деформацию и асимметрию аномалий и
другие оценочные признаки. При локализации искомых объектов
используют данные засечек по лучам, проходящим через
фиксированные точки экрана, пересекающим его центр, и т. п.
Интерпретация данных односкважинных измерений с
электрическими антеннами основана на использовании
закономерностей распределения интерференционных минимумов поля,
установленных численными расчетами и моделированием
(см. §3).
На рис. 11.12 рассмотрен пример построения отражающей
границы с помощью такой палетки.
Для интерпретации наблюдений в подземных выработках
можно применять аналогичные способы, однако переход к
количественным соотношениям здесь затруднен высоким уровнем
помех.
Основные искажения и эффективность РП
Метод РП — один из наиболее эффективных в геофизической
разведке. Но за последнее время он утратил центральную
позицию в подземной геофизике. Это связано с влиянием ряда
субъективных и условно-объективных факторов.
К первым относятся: а) отсутствие современной цифровой
аппаратуры с накоплением и оперативной обработкой сигнала,
способной полностью реализовать установленные
поисково-разведочные возможности метода; б) отсутствие единой системы
проектирования и проведения комплексных геологоразведочных
работ [158, 166], нацеленной на прямое определение подсчетных
параметров рудных тел.
Условно-объективными являются трудности учета
специфических искажений и неопределенность решения обратных задач.
При шахтном РП основные помехи связаны с влиянием
искусственных проводников: троллеев, трубопроводов, проводов
и рельсов. Эти проводники благодаря значительной
протяженности формируют вторичные, переизлученные поля,
соизмеримые по величине с первичным полем. Соотношение первичного
и переизлученного полей изменяется вдоль профиля, суммарное
тюле сложное, нередко возникают интерференционные картины,
представляющие собой чередование максимумов и минимумов
поля, на фоне которых невозможно выделить полезную
информацию. Теоретические исследования характера этого влияния
^4

представляют большие трудности, поэтому в основе
существующих представлений лежат экспериментальные данные.
Методика выполнения РП в присутствии проводников еще
не разработана. Известны примеры, свидетельствующие о том,
что при эксплуатационной разведке связанные с изъятием
проводников на время проведения РП затраты окупаются.
Возможно существенное ослабление помех с помощью линейных
передатчиков (ЛП), изготовленных на базе скважинного
передатчика с автономным питанием. Передатчик ЛП помещается в
металлический корпус, являющийся симметричной
электрической антенной. С его помощью можно излучать поле,
электрическая составляющая которого будет перпендикулярна к
искусственному проводнику. При этом наводки на проводник бывают
минимальными [161].
При скважинном просвечивании роль искусственных
проводников выполняют кабели, на которых опускается скважинная
аппаратура. Распределение тока в кабеле зависит от его длины
и типа, частоты поля и свойств среды. Наиболее сильно помехи
ощущаются на аномальных участках. Для снижения помех
применяют специальные заградительные фильтры, действие которых
на частотах радиопросвечивания полагают эквивалентным
разрыву кабеля.
Выделение полезных аномалий и интерпретация результатов
РП могут быть затруднены влиянием различных явлений,
сопровождающих измерения. В зависимости от схем наблюдения,
диапазона частот и других факторов одни и те же явления
помогают выделить необходимую информацию или искажают ее.
Например, воздействие на амплитуду и форму аномалий от
объектов конечных размеров оказывает явление дифракции, при
котором края теневых зон расплываются, а на фоне минимума
поля возникает локальный максимум («блестящее пятно»),
общая интенсивность аномалии в большинстве случаев
уменьшается. В результате может быть пропущено рудное тело (слабая
аномалия сложной формы на фоне помех) или ошибочно
выделены два объекта вместо одного. Чтобы избежать этого,
повышают частоту поля, но при этом снижается дальность метода.
При оценке размеров рудного тела конечной удельной
электропроводности, пересеченного одиночным профилем, сигналы,
дифрагированные на его кромках, взаимодействуют с
сигналами, прошедшими через тело вдоль профиля. Интенсивность и
характер аномалии зависят от мощности объекта, его
электропроводности и расстояний до кромок. В результате можно
получить ряд эквивалентных решений. При наблюдениях по двум
профилям взаимодействие сигналов, прошедших через рудное
тело и дифрагированных на его кромках и в пережимах,
расположенных как на пути луча просвечивания, так и в стороне от
него, также обусловливает неоднозначные решения.
5-815
65

При просвечивании между профилями могут наблюдаться
явления, связанные с возбуждением вытянутых рудных тел,
и волноводные эффекты, возникающие при определенном
положении передатчика и приемника по отношению к пластам с весьма
низкой удельной электропроводностью [159]. В случае
взаимодействия их с другими сигналами появляются аномалии
сложной формы, затрудняющие интерпретацию.
Поисково-разведочный (геологический) эффект от
применения РП заключается в геометризации рудных тел: получении
данных о контурах и мощности рудных тел, необходимых для
подсчета запасов, поэтому расчет экономического эффекта от
использования РП имеет свои особенности.
Прежде всего, он связан с приростом запасов минерального
сырья:
Э=(Ц-С)/Т, (11.21)
где Ц — полная стоимость всей массы извлекаемой товарной
продукции в оптовых ценах, приращенной благодаря
использованию РП; С — себестоимость добычи; Т — расчетный срок
отработки запасов месторождения.
Этот эффект до реализации запасов носит вероятностный
характер и поэтому используется в основном для оценки научно-
технической деятельности организации.
В ряде случаев внедрение новых модификаций РП
обусловливает существенное изменение технологии геологоразведочного
производства, в связи с чем полностью или частично заменяются
отдельные виды работ. При этом гарантированный или
фактический эффект возникает непосредственно в процессе
геологоразведочных работ за счет внедрения интенсивной методики РП,
обеспечивающей необходимый прирост запасов более
экономичным путем:
Э=[Ст1/Р-(Ст2+Ст3)/(Р/Р//))][(Р,+Р,,)/Т], (П.22)
где Cti — сметные затраты на прирост запланированного объема
запасов традиционным комплексом ГРР; Ст2 — сметные
затраты на прирост части запланированного объема запасов также
традиционным комплексом до применения интенсивной
методики РП; Стз — сметные затраты на прирост запасов другой части
запланированного прироста, недостающей до выполнения
заданного объема, полученной за счет внедрения интенсивной
методики РП; Р — объем запланированного прироста запасов; Р'—
часть объемов запасов, полученная традиционным комплексом
ГРР; Р" — часть объема запасов, полученная в результате
внедрения интенсивной методики РП.

ГЕОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ГЛАВА III. МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОГО
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Метод естественного электрического поля (ЕП) основан на
изучении локальных естественных электрических полей,
создаваемых природными электронными проводниками, коррозией
подземных труб, фильтрационными, диффузионно-сорбционными и
другими происходящими в земле процессами. Основные задачи
метода ЕП — поиски и разведка месторождений полезных
ископаемых, содержащих электронопроводящие минералы, и
картирование пород, обладающих высокой электронной проводимостью.
Он используется также при гидрогеологических и инженерно-
геологических исследованиях, при изучении осадков акваторий
[2, 4, 5, 8, 16, 172].
Наряду с наземными наблюдениями, которые составляют
основной объем работ методом ЕП, производятся измерения
естественных полей в скважинах и горных выработках и с водной
поверхности акваторий [170, 172].
К локальным естественным электрическим полям относятся
электрохимические (рудные), фильтрационные, диффузионные,
термофильтрационные (меняющиеся во времени) и некоторые
другие.
Электрохимические поля вызваны присутствием в
разрезе электронных проводников: сульфидных, графитовых и
магнетитовых залежей, пластов антрацита, толщ графитизиро-
ванных, пиритизированных, пирротинизированных, шунгитонос-
ных и углистых пород. Электрохимические поля образуются
также вокруг искусственных подземных проводников
(подземных трубопроводов и др.), подвергающихся коррозийным
процессам.
Непосредственная причина образования электрохимических
полей — различие в скачке потенциала на разных участках
границы электронного проводника с ионной средой.
Для создания устойчивых во времени естественных полей
необходимо, чтобы сохранялись во времени условия,
вызывающие различие в скачке потенциала (э. д. с. проводника).
Электродвижущая сила природных проводников обусловлена
изменением (в пространстве) химического состава и электрохи-
5*
67

мических свойств ионной среды или минерального состава
проводников. Образование э. д. с. у месторождений сульфидных руд
в основном связано с изменением концентрации окислительно-
восстановительных систем и водородного показателя (рН)
раствора [171, 172].
Изменение состава и электрохимических свойств ионной
среды, а также вынос продуктов ее взаимодействия с электронным
проводником связаны с движением в глубь земли
просачивающихся с поверхности вод. В тех случаях, когда выше проводника
залегает экранирующий слой, затрудняющий поступление этих
вод к поверхности проводника, интенсивные естественные поля
не образуются. В частности, по этой причине не наблюдается
интенсивных аномалий над проводниками в заболоченных
участках и при высоком (выше верхней границы проводника) уровне
подземных вод.
Электрохимические естественные поля на поверхности земли,
как правило, проявляются в виде минимумов потенциала
естественного поля (отрицательные аномалии), значения которых в
зависимости от характера, размеров, глубин и условий
залегания проводника колеблются от единиц до многих сотен миллим-
вольт.
Фильтрационные поля образуются при фильтрации
подземных вод в породах. Наиболее интенсивно они проявляв
ются в условиях горного рельефа и в долинах рек, особенно в
их прирусловой части. Возвышенности, с которых воды
фильтруются в пониженные области, характеризуются
отрицательными потенциалами по сравнению с потенциалами в долинах.
Величина градиента фильтрационных потенциалов различна в
разных условиях и зависит от скорости движения подземных
вод, их минерализации, мощности, размеров и глубины
залегания подземного потока и других факторов. На практике
наблюдаются падения фильтрационных потенциалов до нескольких
сотен милливольт на 1 км. В долинах рек наблюдается
повышение потенциала в направлении движения подземных вод [16].
В русловой части реки потенциал повышается или понижается
в зависимости от того, дренирует или питает река подземные
воды [5].
Фильтрационные поля используются в каротаже для
выделения пористых горизонтов в скважинах и при наземных работах
для изучения потоков подземных вод, определения места утечек
их из каналов и др.
Диффузионные поля возникают вследствие диффузи-
онно-сорбционных процессов, происходящих на участках
соприкосновения подземных (или подземных и наземных) вод,
имеющих различную концентрацию и состав растворенных солей.
Характер и интенсивность диффузионных полей зависят также
от электрохимических свойств твердых минералов, слагающих
68

среду. Эти поля отличаются небольшой интенсивностью, но
весьма щироким распространением. Наряду с фильтрационными
полями они используются в каротаже.
Естественные поля, меняющиеся во времени,
проявляются только в определенных геоморфологических и
климатических условиях: в полуобнаженных и обнаженных районах,
при отсутствии развитого слоя почвы, относительно малой
влажности пород. Наиболее интенсивные поля этого типа
наблюдаются при резких колебаниях температуры поверхностного
слоя. В некоторых районах они создают серьезные помехи при
поисково-разведочных работах методом ЕП [172].
Природа и механизм образования меняющихся во времени
полей окончательно не установлены. Наиболее вероятная
причина их возникновения — движение пленочных (при малой
влажности пород) и капиллярных (при относительно большой
влажности) вод под действием меняющейся температуры.
§ 9. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МЕТОДА ЕСТЕСТВЕННОГО ПОЛЯ
Равномерно поляризованная сфера
В безграничной среде потенциал равномерно поляризованной
сферы вне ее (U\) и внутри (U2) нее выражается формулами
^i = [pi/(2p2+Pi)]At/oa2(cose/r2), (Ш. 1)
f/2 = -[2p2/(2p2+pi)]'(A£/o/a)rcose> (III.2)
где pi и р2 — удельные сопротивления окружающей и
заполняющей сферу сред; а — радиус сферы; Д(/0 — максимальный
скачок потенциала на границе сферы; 0 — угол между осью
поляризации и направлением из центра сферы на точку наблюдений;
г — расстояние от центра сферы до точки наблюдения [16, 172].
Внутри сферы потенциал в зависимости от расстояния до
центра сферы от точки наблюдения изменяется линейно. Вне
сферы он отвечает полю диполя, расположенного в ее центре,
с дипольным моментом
/>=[pi/(2p2+Pi)]At/oa2. (HL3)
На поверхности сферы потенциал терпит разрыв, равный
Af/ocose (рис. III.1).
В точке М поверхности земли потенциал поля вертикально
поляризованной сферы с осью поляризации, направленной вниз
(рис. III.2), выражается приближенными формулами
Ux = 2PcosQ/r2 (II 1.4)
или
(/! = — 2Pz0/(*2+*/2+Zo2)3/2. (III.4')
69

РИС. III.2. Схема вертикально
поляризованной сферы в присутствии
поверхности земли
РИС. III.1. Распределение потенция- РИС. Ш.З. Схема определения
пала по оси поляризации равномерно раметров q и т по кривой потен-
поляризованной сферы в безгранич- циала поляризованной сферы
ной среде:
/ — P*«cpi; 2 — ра-рг, з —p2»Pi
Над сферой наблюдается минимум потенциала с центром
в эпицентре сферы. Кривые потенциала имеют симметричный
вид, а изолинии потенциала — форму окружностей. По
наблюденному полю определяют местоположение эпицентра сферы
в плане (центр минимума) и глубину расположения центра
сферы 20, которую находят по кривым или по планам
изолиний потенциала. При этом применяют приемы, основанные на
использовании параметров q и т (рис. Ш.З)
z0~0,65<7>
z0« 0,86 m
— и верхней экспериментальной кривой рис,
ющей уравнению
t/=-2P/[va2+i)3/2],
в котором l=x/z0j —2Р=1 и г0=1.
(III.5)
(III.6)
II 1.7, соответству-
(III.7)
70

При совмещении палеточной кривой с наблюденной верти*
кальная ось палетки на бланке наблюденной кривой отмечает
—2 P/z02, а линия h на оси ординат определяет z0.
Поляризованная сфера с катодом в верхней точке
В качестве расчетной модели рассматривается
положительно заряженная сфера (анод) и отрицательный точечный
источник (катод), расположенный в непосредственной близости
от верхней точки сферы [174]. Кривые потенциала, вычисленные
с учетом второго приближения по профилю, проходящему
через эпицентр сферы, представлены на рис. III.4. Здесь h
обозначает глубину катода, ах — координату точки наблюдения
относительно эпицентра сферы. Все расстояния выражаются
в единицах радиуса сферы. Кривые потенциала сходны с
кривыми потенциала для равномерно поляризованной сферы, но
для одной и той же глубины они имеют большую
интенсивность минимума и более резкий спад при удалении от эпицент-
a Цусл.ед.
-2 -1,5 -1 -0,8 -0,4 0 0,4 0,8 1 1,5 2 х/а
РИС. II 1.4. Кривые потенциала (а) и зависимости h от параметров q и т
(б) для поляризованной сферы с учетом второго приближения в
присутствии поверхности земли
71

pa. По кривым потенциала устанавливается закономерная
связь параметров q и т с глубиной А:
А «0,63 q, (III.8)
A«0,8m. (III.9)
Коэффициенты при q и т близки к таковым для
равномерно поляризованной сферы.
Поляризованная сфера с постоянными скачками
потенциала на катоде и аноде
Параметры кривых потенциала по линиям, проходящим
через эпицентр такой сферы, связаны с глубиной «эффективного
центра» Я, положение которого определяется приближенно:
Я«А+1,2а', (ШЛО)
где а'— радиус окружности сферы в плоскости, разделяющей
катодную и анодную области; h — глубина верхней точки
катода [172].
В пределах изменения размеров катода от точечного
источника до размеров анода значения потенциала (£/*),
выраженные в его значениях в эпицентре сферы и представленные в
зависимости от х/Н, ложатся вблизи некоторой средней кривой
(рис. II 1.5), которую можно рассматривать в качестве палетки
для определения Н.
По параметрам q и т глубина расположения
«эффективного центра» определяется по формулам
#=(0,67±0,04)<7, (III.I1)
#=(0,88±0,05)т. (III. 12)
«Эффективный центр» находится внутри сферы несколько
ниже плоскости, разделяющей катодную и анодную области.
Вертикальная нить с катодом в верхней точке
Выражение потенциала для профилей, проходящих через
эпицентр системы, состоящей из отрицательного точечного
источника (катод) и положительно заряженной нити (анод),
представляется в виде [172]
£/=— pi/2n{l/y^+h*'— (1/21) X
Х1п[(2/+А + Ух2+(2/+А)2)/(А+У^ + А2)]}, (111.13)
где 21 — длина нити; А — глубина ее верхней точки (катод);
х — координата точки наблюдения по отношению к эпицентру
системы.
П

РИС. 111.5. Сводная диаграмма-палетка,
построенная по результатам наблюдений над моделями
\х/Н
1U ,усл.ед.
Теоретические кривые для нитей разной длины
представлены на рис. III.6, которым можно пользоваться как палеткой
для определения h и 2/. Величина h (в метрах) определяется
по горизонтальной линии h палетки, 2/ (в долях Л) — по
надписи на кривой палетки, совпадающей с наблюденной кривой.
Для катода h связана с параметрами q и т формулами
h =(0,29ч-0,65)?,
h = (0,38-0,86) т.
(111.14)
(111.15)
Наименьшие коэффициенты относятся к случаю 2/>Л
(точечный источник), наибольшие — к случаю 2/<Л (диполь).
Приведенные палетки и формулы используют при изучении
поляризованных проводников в форме вертикальных и
крутонаклонных штоков, имеющих значительную протяженность на
глубину.
п

Равномерно поляризованный цилиндр
Потенциал равномерно поляризованного цилиндра [172]
бесконечной протяженности в безграничной среде выражается
формулами:
вне цилиндра
^i4pi/(pi+p2)]Atf0(r0/r)cose, '(111.16)
внутри цилиндра
^2 = -[p2/(pi+P2)]Af/0(r/r0)cose, "(111.17}
где pi и р2 — удельные сопротивления окружающей и
заполняющей цилиндр сред; АС/0 — максимальный скачок потенциала
на границе цилиндра; г0 — радиус цилиндра; 0 —угол,
составленный плоскостью поляризации с перпендикуляром,
опущенным из точки наблюдения на ось цилиндра; г — расстояние от
оси цилиндра до точки наблюдения.
Приближенные значения потенциала на плоской
поверхности земли, параллельной оси цилиндра, получаются простым
удвоением выражения (III. 16).
РИС. 1И.6. Экспериментальные кривые потенциала для вертикально
поляризованной столбообразной залежи.
74

Для вертикально-поляризованного цилиндра с плоскостью
поляризации, направленной вниз,
(/1 = -2[р1/(р1+р2)]Д[/0Го[го/(^+го2)], (111.18)
где z0— глубина оси цилиндра; х — координата точки
наблюдения на оси, перпендикулярной к простиранию цилиндра.
Кривые потенциала, выраженного в его значениях на эпи-
центральной линии, в зависимости от x/z0 представлены на
рис. XVI.8 (верхние кривые). Этими кривыми можно
пользоваться как палеткой для определения z0 (по линии h).
Величина z0 связана с параметрами q и т соотношениями
z0«0,5<7, (III.19)
г0«0,6т. (111.20)
С помощью приведенных палеток и формул определяют
глубины залегания поляризованных проводников, имеющих
значительную горизонтальную протяженность (в 5—10 раз
превышающую поперечные размеры) и близкое к изометрическому
сечение.
Плоский проводник, поляризованный по падению
По экспериментальным данным для проводника,
ограниченного прямоугольным контуром (рис. III.7), зависимость h от q
и т при различных отношениях ширины (2d) проводника к
длине (21) от единицы до 0,1 и углах падения а от 30 до 90°
представляется формулами [172]
А» (О.З-т-0,5) ?, (111.21)
А» (0,4-т-0,7) т. (111.22)
Меньшие значения коэффициентов при q и т отвечают
отношению 2d/2/=l, а большие — отношению 2d/2/=0,l.
Для случая вертикального залегания проводника
рассчитаны кривые потенциала по поперечным и продольным
профилям, проходящим через эпицентр проводника (рис. III.8). При
расчете в качестве верхнего, отрицательного полюса принята
однородно заряженная нить, а в качестве нижнего,
положительного полюса — однородно заряженная область,
ограниченная прямоугольным контуром.
Палетками пользуются для приближенных оценок глубины
залегания, длины и протяженности проводника по падению.
Для этого выбирают такую палетку, у которой одна пара
кривых, отвечающих данной ширине проводника, совпадает с
парой наблюденных кривых по продольному и поперечному
профилям, нанесенных на логарифмический бланк. Величины h
и 21 определяют по соответствующим линиям на палетке,
величину 2d — по надписям на кривых.
7S.

2d=J0CM
J
10
-го
30
-»=г-=т^
"
-
-
«^ 1
ч^\*
1 1 1
\z/3 **
IL/
J£,CM
/Jcm
РИС. III.7. Экспериментальные
'кривые потенциала над плоским
поляризованным проводником:
2/-30 см; / —Л=3 см; 2 — Л«=6 см; 3 —
Л»15 см; 4 — /i«=30 см. Профиль проходит
над серединой проводника вкрест его
простирания
РИС. III.8. Экспериментальные
кривые потенциала для вертикального
плоского поляризованного
проводника и бесконечного горизонтального
цилиндра:
а —2/-0.5; б — 2/=10; Л-1; Л 2 — кривые
по профилям вкрест и по простиранию
проводника
/ U/Uj.e

Группа поляризованных проводников
На кривых потенциала, снятых по поперечным профилям
(рис. III.9), серия плоских проводников выделяется широким
минимумом, на котором при малых h (не превышающих
расстояния между проводниками) отмечаются дополнительные
минимумы, соответствующие отдельным проводникам [16, 172].
При использовании коэффициентов q и т, установленных
по отдельным минимумам, получают несколько
приуменьшенные значения глубин. Более точно глубины определяются при
помощи параметра т по крайним ветвям кривой.
Расстояние между крайними проводниками достаточно
хорошо совпадает с величиной Д+ft (см. рис. III.9).
В случае группы равномерно поляризованных сфер при
расстояниях между сферами, соразмерных с глубиной их
залегания, наблюдается согласно расчетам [172] наложение
аномалий от разных сфер. Каждая сфера в отдельности
фиксируется четким минимумом только тогда, когда глубина
расположения их центров (z0) существенно меньше расстояния между
центрами сфер (d0). По мере увеличения глубины отдельные
минимумы сглаживаются и затем при глубинах, примерно
равных полуторному расстоянию между центрами сфер,
сливаются в общий широкий минимум (рис. ШЛО). При четко
выраженных минимумах глубину залегания центров
соответствующих сфер приближенно получают указанным выше способом
для плоских проводников. Более точно определяется глубина
для крайних сфер с использованием зависимостей, выведенных
для одиночной равномерно поляризованной сферы.
Вертикальный диполь в присутствии вертикальных пластов
Потенциал от вертикального диполя, расположенного
в среде I, в присутствии пласта большой мощности (среда II)
по профилю, проходящему перпендикулярно к контакту через
эпицентр диполя, выражается формулами [16, 172]
tf, = -(2P/z02){l/ft2+l)8/2+
+£i2/[(2d-?)2+l]3/2}, (III.23)
f/II = -(2P/202)[(l+M/(l2+l)3/2], (HI.24)
где
&i2=(p2 — pi)/(p2+pi); l = xfz0; d=D/z0]
D — расстояние от диполя до контакта; z0 — глубина диполя;
х — координата точки наблюдения на поверхности земли
относительно эпицентра диполя по оси, направленной
перпендикулярно к контакту.
77

>">
о.
u
CO
В
CO
Ч
CO
в
В"
is
3 §
CQ О
S ffl
Qu О
* О.
» C
3 *
g«
Ю
II 2
33 CQ я
я о
s w
H Ч
ч >>
-а
4 <t>
е( S
X
.. к
3 °
5 О
Я О
Е- СО
is
2-е4
g|
—; о
—i О
. В
»ГЧ 'К
а, с
о
в
о
as
S
о
О
в
в
Ч
ою"
со —
&
2-х в-
аз ю
t=f о D
m О => О
в Я "**
33 О- I Я
со I а>
В <
В"
33 U
о
■Я
I
о о
СУ
За--:
в £ II
,-; 3 'I,
2 ~ £
Cj я а,
о, ч о.

С/,усл.ед.
РИС. III.11. Кривые потенциала над вертикальным диполем в присутствии
мощного вертикального пласта
а — схема к расчету кривых; б, в — кривые потенциала для случаев p2°«0,lPi и Рг—lOPi
соответственно.За единицу потенциала принято его значение в минимуме при отсутствии
второй среды
На расстояниях, превышающих глубину залегания диполя,
влияние пласта сказывается незначительно. С приближением
к пласту изменяются интенсивность аномалии и характер
кривой, причем в основном вид ветви, обращенной в сторону
пласта (рис. III. 11). При p2>pi эта ветвь в пределах среды I
более пологая, а в пределах пласта более крутая, чем в
однородной среде. При p2<pi ветвь, обращенная к пласту, наоборот,
с приближением к нему становится более крутой, а в пределах
пласта — более пологой. В первом случае центр минимума
смещается относительно эпицентра диполя в направлении к
контакту, во втором — удаляется от него.
С помощью параметров q и т можно определить глубину
залегания диполя по ветвям кривых, более удаленным от
контакта. Положение контакта устанавливают по точке резкого
изменения наклона кривой.
79

Плоские поляризованные проводники
в присутствии пластов высокого сопротивления
При одинаковой глубине залегания проводника и пласта
максимальная интенсивность аномалий наблюдается при
расположении проводника непосредственно на контакте с
пластом. Интенсивность аномалии при этом примерно вдвое
больше, чем в однородной среде. При глубине проводника,
значительно превышающей глубину залегания пласта, наиболее
интенсивные аномалии находятся на некотором удалении от
пласта. Над самим пластом зависимости имеют вид, близкий
к прямым линиям. С приближением проводника к пласту
центр минимума смещается относительно эпицентра
проводника в сторону пласта. Глубину проводника можно оценить при
помощи параметра т по удаленной от пласта ветви минимума.
На рис. III. 12 показаны кривые, снятые по центральному
профилю, секущему проводник и пласт вкрест их простирания.
При расположении проводника между двумя пластами
высокого сопротивления обе ветви кривых сильно искажаются,
ширина и интенсивность аномалий резко увеличиваются (рис. III.13).
Глубина проводника по параметрам q и т не
определяется [16].
При наличии нескольких проводников, разделенных
пластами высокого сопротивления, аномалии еще более резко
отличаются от аномалий в однородной среде (рис. III. 14). Даже при
относительно малых глубинах проводников и пластов высокого
сопротивления отдельные минимумы на кривых исчезают.
С увеличением глубины залегания проводников кривая
минимума становится более плавной. Интенсивность аномалии от
проводников в присутствии пластов высокого сопротивления
в 1,5—2 раза выше, чем в однородной среде. Оценка глубин
при помощи параметра т по внешним ветвям минимума
возможна только в случае, когда крайние проводники находятся
на глубинах, не превышающих глубину залегания плохо
проводящих пластов [16, 172].
Вертикальный диполь в двухслойном разрезе
Потенциал поля вертикального диполя, расположенного
в нижнем слое двухслойного разреза с горизонтальной
границей раздела, выражается бесконечным рядом [172]
U = -2P(l-kl2){zo/(x*+z0>)W+
+ 5 ki2n(zo+2nh)/[x>+(z0+2nh)>]W}y (III.25)
где 2Р — удвоенный дипольный момент диполя; h — мощность
80

U,mB
О
-20
-ЬО
-60
\У^
\i\r\i
Л=/СМ
О
-20 у
-40\-
Л л т Т ^ Т
^л-х$ку
'V У
О
-20 V
-40
f } f ГТТ"
20
Vf
60
80 х,см
H *M F ^1
РИС. 111.12. Экспериментальные кривые потенциала над поляризованной'
пластиной в присутствии мощного непроводящего пласта при ризличных
расстояниях между ними (по Я. Грунтораду)
Глубина залегания непроводящего пласта 1 см, длина пласта 100 см, протяженность на
глубину 60 см, мощность 20 см; /—пласт; 2—7 — поляризованная пластина,
расположенная на расстояниях 0, 2, 5, 10, 20 и 30 см от пласта. Стрелками показано положение-
пластины, h — глубина залегания пластины
верхнего слоя; х — координата точки наблюдения
относительно эпицентра диполя. Знак «минус» перед 2Р отвечает
принятому направлению момента диполя (рис. III. 15).
Присутствие верхнего слоя высокого сопротивления
увеличивает интенсивность аномалий в эпицентральной области
и уменьшает в области, удаленной от эпицентра. В
эпицентральной области она тем больше, чем выше сопротивление
верхнего слоя. Присутствие верхнего слоя относительно низкого'
сопротивления резко понижает (почти до 2pi/p2) интенсивность
аномалии в эпицентральной области и несколько повышает ее
в области, удаленной от эпицентра.
6—815
8И

РИС. 111.13. Кривые
потенциала над поляризованной
пластиной, расположенной между
двумя мощными
непроводящими пластами (по Я. Грун-
тораду).
Глубина залегания пластов 1 см.
Пунктиром показаны кривые,
полученные при отсутствии плохопрово-
дящих пластов. 1 — пласты; 2 —
поляризованная пластина; h —
глубина залегания проводника
[/,мв
-20 Г
\ .'
Ь J, h=1cM
-60Y
1 ГТ
РИС. II 1.14. Кривые
потенциала над тремя
поляризованными пластинами, между
которыми находятся два
мощных непроводящих пласта (по
Я. Грунтораду).
Глубина залегания непроводящих
пластов 1 см. Пунктиром показаны
кривые, полученные при отсутствии
плохопроводящих пластов. / —
пласты; 2 — поляризованные пластины;
h — глубина залегания пластин

и, у ил. с д.
О 1
z A
Pi
Pz -
A A
о -С
J ^
РИС. 111.15. Кривые
потенциала над
вертикальным диполем в
присутствии верхнего слоя1
при разных значениях
его сопротивления
Zo-l; Л=0,75; р2-1; />=Ь
Слева — концы кривых в
более крупном масштабе
Цусл.ед
-1 0 1
PzlPr
Рис. III. 16. Кривые
потенциала над
вертикальным диполем в
присутствии нижнего слоя прш
разных значениях его
сопротивления.
2о-1: л-1,11; p,-i; Р=1

Верхний слой влияет на интенсивность аномалий и
соответственно на соотношения, связывающие параметры q и т с
глубиной диполя. При p2/pi = 0,5; 0,1 и 0,01 параметры
соответственно увеличиваются примерно на 10, 20 и 30%, при p2/pi = 2,
10 и 100 они соответственно уменьшаются примерно на 5, 10
и 15%.
При положении диполя в верхнем слое потенциал с учетом
влияния нижнего слоя представляется формулой [172]
U = -2P{z0/(x*+Zo2)3/2+
оо
+ S Ы (2nh+z0)l[x*+ (2nh+z0)2]з/2 _
— (2nh — z0)[x*+(2nh — z0)2]3/2]}. (111.26)
Влияние нижнего слоя на наблюденное поле возрастает
с приближением диполя к границе раздела сред (рис. III. 16).
Присутствие плохо проводящего нижнего слоя вызывает
ослабление поля в эпицентральной области и усиление его в
удалении от эпицентра. При p2/pi=100 и hy равном 1,67 z0, 1,25 z0
и 1,1 г0, интенсивность аномалии в эпицентре уменьшается
соответственно на 15, 52 и 63%. Параметры q и т при этом
увеличиваются на 20—25%. Нижний слой низкого сопротивления,
наоборот, усиливает (не более чем вдвое) поле в
эпицентральной области и ослабляет в удалении от эпицентра. При рг/pi =
= 0,1 и указанных выше глубинах интенсивность аномалий
в эпицентре соответственно увеличивается на 10, 33 и 40%.
Параметры q и т при этом уменьшаются на 10—15%.
Вертикальный диполь в анизотропной среде
В однородной анизотропной среде потенциал поля
вертикального диполя, обращенного к поверхности земли
отрицательным зарядом, выражается формулой [172]
U = — 2P(Azo+Cx)IR\ (III.27)
где Р — дипольный момент;
R= (S*2+4zo2+2C*Zo+02),/2;
A = sin2a+^2 cos2 a;
B = cos2 а+A,2 sin2 а;
С=sin a cos а (А,2 — 1);
х, у— координаты точки наблюдения в прямоугольной системе
координат с началом в эпицентре диполя, с осью дс,
направленной горизонтально по падению плоскости анизотропии
(«слоистости»), и осью у — по простиранию слоистости; Zq —
«4

глубина расположения диполя; а —угол падения слоистости;
А = Урп/р*— коэффициент анизотропии; pt и рп — удельные
сопротивления по простиранию слоистости и вкрест ее. Среднее
удельное сопротивление pm = VpAip/.
Положение точек нулевого х° и экстремального хе значений
потенциала на профилях, параллельных оси х, определяется
уравнениями
x°=—(A/C)z0, (III.28)
*< = *<>+ (X2/4BC)z0±y (Я2202/16В2С2) {9АВ — С2) +у2/2Ву
(111.29)
где знак «плюс» у квадратного корня соответствует точкам
минимума, а «минус» — точкам максимума потенциала. Линии
нулевых значений потенциала представляют собой прямые,
параллельные оси у> линии экстремальных потенциалов —
гиперболы с центром на оси х в точке
Xc = x°+(V/4BC)z0 (III.30)
и полуосями а и Ь:
а = ± {г01/4ВС)У9АВ — С2 (111.31)
(знак «минус» берется при отрицательных С, когда Я<1),
b = ayW. (III.32)
Кривые потенциала по профилю, проходящему через
эпицентр диполя в направлении оси х, приведены на рис. III. 17.
В случае горизонтальной (а = 0) или вертикальной (а = 90°)
слоистости потенциал всюду имеет отрицательный знак. Над
диполем наблюдается минимум потенциала, центр которого
совпадает с эпицентром диполя. Наибольшее значение
отрицательного потенциала в минимуме отвечает вертикальной
слоистости, а наименьшее — горизонтальной. Величина потенциала
в минимуме при вертикальной слоистости соответствует
потенциалу в изотропной среде при условии р = рт (см. рис. III.17,
кривая для изотропной среды — с Х=1). Отношение
потенциалов в минимуме для вертикальной и горизонтальной
слоистости равно Я. Горизонтальной слоистости отвечает наиболее
широкий и плавный минимум, а вертикальной (по профилю,
совпадающему с осью х) — наиболее узкий и резкий. В последнем
случае по профилю, совпадающему с осью у = 0, кривые
потенциала идентичны кривым для изотропной среды (А,= 1).
В соответствии с характером кривых различаются и
параметры q и т [172].
Для а, равного 0 и 90°, параметры <7о> <7эо и m0, т9о
связаны с соответствующими параметрами q и т для изотропной
85

РИС. III.17. Кривые потенциала над вертикальным диполем по профилю,
проходящему вкрест слоистости через эпицентр диполя, при различных
углах падения плоскости слоистости
*о-1; 0-0; А.=2; 4яР=1
2x/zQ
РИС. II 1.18. Кривые (/) и изолинии (2) потенциала, линии нулевых (3)
и экстремальных (4) значений потенциала над вертикальным диполем
а-45°; г0-1; Я=2; 4ЛР-1

среды соотношениями
qo=Kq, т0=%т, (111.33)
<790°=<7А, т9о°=^Д. (II 1.34)
Для рассчитанных кривых (Я=2) значения указанных
параметров вдвое больше (при а=0) или вдвое меньше (при
а = 90°), чем параметров, соответствующих изотропной среде.
При наклонной слоистости (на профилях, совпадающих
с осью х) кривые имеют асимметричный вид. Центр
минимума смещается относительно эпицентра диполя в отрицательную
область значений х. Ветви кривых, расположенные слева от
центра минимума, более крутые, пересекают ось абсцисс и
переходят далее в пологий максимум. Величина отрицательного
потенциала в минимуме и резкость кривых закономерно
возрастают с увеличением угла а. Соответственно изменяются
и значения параметров кривых.
Кривые потенциала, наблюденные по профилям,
ориентированным в направлении слоистости, имеют симметричный вид.
Параметры q и т, определенные по профилю, проходящему
через центр минимума, изменяются в более узких пределах.
Минимальные значения их отвечают а = 90° (в этом случае они
равны параметрам в изотропной среде) и максимальные
соответствуют а = 0°.
Изолинии потенциала при вертикальной слоистости имеют
формулу эллипсов, а при горизонтальной — форму
окружностей с центром, расположенным в эпицентре диполя. При
наклонной слоистости форма изолиний близка к эллипсам, но
положение их центров меняется с изменением размеров изолиний
(рис. III. 18). Отношение полуосей эллипсов Ь/ажУВ.
При к<1 изменится направление вытянутости изолиний на
90°. Семейство положительных изолиний сосредоточится в
положительной области х, и соответственно изменяется
положение и направление смещения центров изолиний. Это будет
в том случае, когда анизотропность вызывается наличием
проводников, имеющих вытянутую форму и ориентированных в
каком-либо преимущественном направлении.
Горизонтальный поляризованный диск
Потенциал поля погруженного в однородное изотропное
полупространство поляризованного по нормали горизонтального
диска на оси симметрии, проходящей через его центр,
выражается формулой [173]
U= — 2яР[2 — (г0 — г)/Уа2+(г0 — z)2 —
-(го+г)/1а*+(го+г)*]9 (111.35)
S7

Фо
0
оЛ
uM
о А
о А
о,г*
-0,5
i i
\ V1
\0,5 \
V«2\ \
-/ -/.5
т'
\-
)У
^ цел,ер,
i
zl]
л;
**
Т
+ ++I+-H-
2а
■
РИС. III. 19. Кривые потенциала на оси поляризованного диска в зависимости
от глубины точки наблюдения (z).
2яР=1, глубина диска z0=l
где Р — дипольный момент единицы площади диска; а —
радиус диска; z0 и z — глубины диска и точки наблюдения (рис.
111.19).
При a^Zo потенциал во всей области от 2=0 до z = z0
остается постоянным, равным —4яР. При a<giz0 он отвечает полю
диполя, расположенного в центре диска. Зависимости
потенциала от глубины точки наблюдения при различных значениях
отношения a/z0 (шифр кривых) представлены на рис. III. 19.
С возрастанием отношения размеров диска к его глубине
абсолютные значения потенциала увеличиваются, а амплитуда
изменения его в зависимости от z уменьшается. Для а/г0=1у
2, 5 и 10 изменения потенциала в пределах от 2=0 до z = z0
составляют 45, 22, 1 и 0,1% соответственно.
В присутствии подстилающего слоя, залегающего на глуби*
не h>z0, потенциал на оси диска представляется в виде [10]
U^-2nP{[2-(z0-z)/Vci2 + (z0-zf-(z0+z)/Va2 + (z0+zf] +
+ 2 ki2n[(2nh—z0—z)/Va2 + (2nh—z0—zf —
—(2nh + z0—z)/Va? + (2nh + z0— zf +
+ (2nh—z0+z)/Vra*+(2nh—z0+z)2 —
-(2nh + z0+z)/Va2 + (2nh + z0 + zf ]},
(Ш.36)
68

где &i2= (p2+Pi)/(p2—pi); pi и p2 — удельные сопротивления
первого и второго слоя; к — глубина второго слоя.
Первый член в фигурной скобке отвечает полю диска при
отсутствии подстилающего слоя. Влияние последнего
определяется вторым членом, стоящим под знаком суммы. При &i2>0
(p2>pi) знаки первого и второго членов разные, из чего
следует, что присутствие плохо проводящего подстилающего слоя
приводит к ослаблению интенсивности аномалии. В
предельном случае (h-+z0y &12-И) интенсивность аномалии
уменьшается вдвое. При &i2<0 (p2<pi) знаки первого и второго членов
фигурной скобки разные — присутствие хорошо проводящего
подстилающего слоя ведет к усилению аномалии.
Горизонтальная поляризованная пластина
На рис. III.20, III.21, III.22 приводятся результаты
экспериментальных наблюдений поля поляризованной по нормали
квадратной пластины в водном баке по профилям, проходящим
над серединой пластины параллельно ее двум сторонам.
Измерения производились в однородной среде и в присутствии
плохо проводящего подстилающего слоя [173].
На кривых потенциала поляризованная пластина
отмечается минимумом, характер и интенсивность которого меняется
в зависимости от глубины пластины и профиля наблюдений.
Характер кривых, наблюденных в однородной среде, повторяется
и в присутствии подстилающего слоя, с той лишь разницей,
что в последнем случае все значения потенциала по
абсолютной величине вдвое меньше. На профилях, пройденных в
непосредственной близости от пластины, минимум представляет
широкое плато, которое резко обрывается у краев пластины.
С удалением профиля от модели кривые выполаживаются,
а в краевой зоне пересекаются; интенсивность аномалии в эпи-
центральной области при этом уменьшается и за пределами
точек пересечения кривых увеличивается. При отношении
линейных размеров пластины к ее глубине, равной 2, 4 и 10,
аномалия в эпицентре уменьшается соответственно на 30, 8 и 1.
На кривых градиента потенциала (см. рис. III.22) четкими
экстремумами фиксируются краевые области поляризованных
объектов. Наиболее интенсивные и острые экстремумы
наблюдаются на профилях, проходящих вблизи пластины. По мере
удаления (по вертикали) профиля от модели экстремумы
становятся более широкими и менее интенсивными, а вершины их
несколько отодвигаются от границы пластины.
Приведенные результаты экспериментальных наблюдений
находятся в полном соответствии с теоретическими расчетами
поля поляризованного диска и существенно дополняют их,
поскольку дают более полную картину поля над поляризованным
89

а С/,цсл.ед. ° Ъусл.ед.
-20 10 0 10 20 х, см -20 -Ю О W 20х,см
РИС. II 1.20. Экспериментальные кривые потенциала над поляризованной
пластиной в однородной среде (а) и в присутствии плохо проводящего
подстилающего слоя (б)
Размеры пластины 20X20 см2; глубина z0«10 см; глубина подстилающего слоя Л» 10,5 см.
Шифр кривых — глубина профиля наблюдения, см
: Цусл.ед. ° U, усл. е д.
-20 -10 О 10 20 ,г,см -20 -10 О 10 20 х,т
РИС. 111.21. Экспериментальные кривые потенциала над поляризованной
пластиной в однородной среде (а) и в присутствии плохо проводящего
подстилающего слоя (б)
Размеры пластины 20X20 см2; г0»5 см; глубина подстилающего слоя Л=5,5 см. Шифр
кривых — глубина профиля наблюдений, см
объектом. В плане задачи картирования донных осадков
акваторий, применительно к решению которой изучалось поле
поляризованного диска и поляризованной пластины, можно
сделать следующие выводы. По разности потенциалов, измеренной
между точками, расположенными в придонной области и на
поверхности воды, с не сильно разнесенными по горизонтали
заземлениями могут обнаруживаться только относительно не-
90

20 XjW
20 х,см
РИС. 111.22. Кривые градиента потенциала над горизонтальной
поляризованной пластиной в однородной среде
Размер пластины 20X20 см2; глубина z0«10 см (а) и 5 см (б). Шифр кривых — глубина
профиля наблюдений, см. MN*~2 см
большие по размерам поляризованные тела, и то при условии,
что придонное заземление будет проходить от них в
непосредственной близости. При линейных размерах поляризованного
объекта, превышающих в 5—10 раз его глубину, они при
таком способе измерений могут полностью пропускаться.
Обнаружение поляризованных донных залежей и
картирование донных морских осадков вообще могут и должны
производиться путем измерений градиента потенциала, надежно
фиксирующего границы поляризованных объектов. Для
построения контуров последних достаточно выделить и сочленить
между собою сопряженные экстремумы кривых градиента. Для
той же цели и оценки э. д. с. (дипольного момента)
поляризованных тел целесообразно по измерениям градиента
построить кривые и планы изолиний потенциала.
§ 10. ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И ТЕХНИКА РАБОТ,
ПРИНЦИПЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ
Метод ЕП — один из основных методов рудной
электроразведки. Он применяется для поисков и разведки месторождений
цветных и редких металлов, связанных с сульфидной
минерализацией — медных, свинцово-цинковых, никелевых, оловянных
и других, а также при поисках и разведке залежей графита,
антрацитовых углей, магнетитовых железных руд,
пегматитовых жил [172]. С помощью этого метода картируются графити-
зированные, пиритизированные и другие электронопроводящие
породы при геологических съемках.
Методом ЕП решаются некоторые гидрогеологические и
инженерно-геологические задачи: изучение направления и
скорости движения подземных вод, локализация мест фильтрации
91

вод из водохранилищ и каналов, поиски восходящих под
наносы вод, определение мест коррозии подземных трубопроводов
и др. [5, 16, 172].
Метод ЕП применяется при исследовании акваторий (озер,
морей, океанов) с целью картирования донных осадков,
поисков месторождений полезных ископаемых некоторых типов,
локализации мест притоков подземных вод и др. [170].
При решении геологических задач метод ЕП применяется
в комплексе с другими геофизическими методами. Методика
и техника работ определяются характером задач и условий,
в которых они решаются. Ниже методика и техника работ
рассматриваются применительно к основному виду работ методом
ЕП — наземной съемке. Параллельно указываются
специфические приборы, оборудование и приемы работ, испольЗуемиО
при скважинных, шахтных и морских наблюдениях.
Аппаратура и оборудование
Измерительные приборы. В методе ЕП измеряются
разности потенциалов, для чего применяют электроразведочные
приборы— электронные компенсаторы ЭСК-1, АЭ-72 и др.
Электронные компенсаторы снабжаются шунтирующим приемную
линию сопротивлением 10 кОм, которое используется для
определения сопротивления заземлений [172]. Скважинные
измерения выполняют с помощью каротажных станций. В морских
работах используют каротажные станции АЭКС-1500,
электронные компенсаторы ПАСК-3, ЭПП-0,9, магнитотеллуриче-
скую станцию МТЛ-2 [170].
Неполяризующиеся электроды. В качестве заземлителей
в методе ЕП применяют неполяризующиеся электроды.
Основное требование, предъявляемое к ним, — постоянство и
небольшая величина поляризации. При наземных работах
используют электроды конструкции ВИРГа и конструкции
А. С. Полякова. Электрод ВИРГа состоит из керамического
корпуса и нарезной эбонитовой или пластмассовой пробки
с медным стержнем. Верхняя часть корпуса глазирована,
нижняя часть — пористая. Внутри пробки делается отверстие для
медного стержня, который наверху заканчивается гнездом для
подсоединения электрода к линии. Медные стержни
изготовляют из электролитической меди. Электроды конструкции
А. С. Полякова имеют пластмассовые штампованные корпус
и пробку.
Одно из основных условий, обеспечивающих устойчивость
поляризации электродов, — герметичность крепления медного
стержня в отверстии пробки.
При работе с электродами необходимо предохранять
поверхность медных стержней от загрязнений и окисления. Чи-
92

стота поверхности обычно восстанавливается, если открытые-
концы стержней подержать 5—10 мин в растворе медного ку-
пороги или опустить на несколько секунд в слабый
(концентрации до 10%) раствор азотной кислоты.
Поверхность пробки и глазированной части сосуда не
должна быть влажной или загрязненной. Пробки
ввинчиваются с резиновой прокладкой и до отказа. Перед заливкой
сухие Шристые сосуды вымачиваются в воде.
Для измерения поляризации электроды помещают в
сильно увлажненную землю или в воду в непосредственной
близости один от другого. Правильно подготовленные электроды
дают поляризацию не более 1—2 мВ.
Одним из факторов, сильно влияющих на поляризацию
электродов, является температура. Поляризация электродов
и разность их температур связаны линейной зависимостью
[172].
ettOJ5At°. (111.37)
Чтобы электроды имели примерно одинаковую температуру,
в жаркую погоду они должны быть защищены от прямого
попадания солнечных лучей.
Резкие изменения поляризации электродов происходят
в случае, если медные стержни частично выступают из
раствора медного купороса и соприкасаются с воздухом. Необходимо
внимательно следить, чтобы уровень раствора в сосуде был
значительно выше открытой поверхности медного стержня.
Для измерения в скважинах применяют малогабаритные
электроды, смонтированные в плексигласовой трубке. Контакт
с внешней средой осуществляется с помощью вставленного-
в нижний конец трубки керамического стаканчика или
керамической пробки в боковом канале трубки. В морских работах
используют хлорсвинцовые электроды, заделанные в
керамическую трубку [170].
Провода. В методе ЕП применяют легкие эластичные
провода. Предпочтительнее провода в хлорвиниловой изоляции со-
стальными жилами (для прочности).
Перед началом работ провода размечают. Метки ставятся
через 20 или 100 м и служат для контроля за правильностью
передвижения подвижного электрода. Метки должны иметь
обтекаемую форму и прочно закрепляться на проводе. Все
провода тщательно изолируются, а их концы заделываются в
вилки обтекаемой формы. Для намотки проводов используют
легкие малогабаритные катушки.
При работах в акваториях используют каротажные кабели
(КТШ-03, КТО-1, КТШ-2) и соответствующие каротажные или
специальные лебедки [170].
93

Производство наблюдений
Работы на планшете начинают с развивки точек
наблюдений. В трудных условиях заземления (сухая почва, щебеночно-
«скальный грунт и др.) заблаговременно подготавливают лунки
для заземления и поливают их. Это позволяет уменьшить
сопротивление заземлений до значений 10 кОм и меньше, при
которых на результатах измерений существенно не сказывается
влияние неидентичности условий заземления [16, 172].
Оценка сопротивления заземлений при работе с
потенциометром производится по отклонению стрелки гальванометра.
Заземления считаются удовлетворительными, если при
включенной линии MN отклонение стрелки гальванометра от 1 мВ
достигает 0,3 деления и более. При работе с электронным
компенсатором сопротивление линии MN определяют по
изменению первоначального отсчета при включении шунтирующего
сопротивления в 10 кОм [172]. Лунки поливают, как правило,
за 20—30 мин до начала наблюдений.
В случае влажной почвы лунки для заземления готовят
в процессе наблюдений и не поливают. При работах на
скальных породах в месте заземления делают подушки из рыхлой
«лажной земли.
В процессе работ выполняют повторные измерения и
контрольные наблюдения путем полного повторения профилей.
Точность наблюдений при работе по способу потенциала
оценивают по среднему расхождению основных и контрольных
наблюдений для планшета. Допустимо среднее расхождение по
планшету 5—10 мВ.
При работе по способу градиента точность наблюдений
определяют по величине невязки полигонов, которая в среднем по
планшету не должна превышать 5—10%. Когда работы
выполняют в основном по способу градиента (как, например, в
акваториях с установками в движении на плаву), качество
наблюдений оценивают по расхождению кривых основных и
повторных измерений по профилю. Удовлетворительными
считают наблюдения, когда все представляющие интерес детали
кривых повторяются.
В зависимости от задач, характера, размеров, глубины
и условий залегания изучаемого объекта выбирают масштаб
работ и соответствующую ему сеть точек наблюдений [172].
Как правило, применяют сеть прямоугольной формы, профили
ориентируют вкрест простирания исследуемых объектов.
В методе ЕП получили распространение два способа
работ — способ потенциала и способ градиента. В первом
способе измеряется непосредственно потенциал во всех точках
профиля относительно некоторой постоянной точки, в способе
градиента— разность потенциалов между двумя соседними точка-
34

ми профиля. Значения потен- §
^
,А/
1 ! ! Г
2 3 4 5 6
циала при работе способом §
градиента получают из изме- §
ренных разностей потенциала Профиль ^
расчетным путем. -2 -/ о\
Наземные работы методом I
ЕП ведутся способом
потенциала, который точнее и тех- РИС. 111.23. Схема наблюдений по
нически проще, а результаты способу потенциала:
Наблюдений Не ТребуЮТ КрО- П - измерительный прибор; К-катушка»
^ „ ^ ^ г J t'v с проводом; N, М — неподвижный и по-
потливои обработки. Способ движный электроды
градиента применяется в тех
случаях, когда из-за сильных промышленных помех (или при
работе с водной поверхности) наблюдения с длинными линиям»
невозможны.
Способ потенциала. Работы этим способом ведутся при
одном неподвижном, а втором подвижном электродах. Наиболее
широко применяют следующую систему работ (рис. 111.23).
Наблюдатель с прибором и катушкой становится у точки с
неподвижным электродом (N). Наблюдения начинают с измерения
поляризации электродов, для чего подвижный электрод (М)
устанавливают рядом с неподвижным (N). Затем подвижный
электрод последовательно переставляют на первую, вторую и
другие точки профиля и измеряют разность потенциалов.
После того как профиль в одном направлении будет пройден,-
сматывают провод. При смотке провода выполняют
контрольные наблюдения через 5—10 точек. При возвращении рабочего
с электродом к электроду N вновь измеряют поляризацию
электродов. Далее точно таким же образом выполняют
наблюдения в другом направлении профиля.
По окончании наблюдений на одном профиле переходят на*
следующий. Для увязки профилей делают два измерения: одно
при подвижном электроде на увязочной точке только что
наблюденного профиля, второе при перестановке подвижного
электрода на нулевую точку следующего профиля. Разность
между средними значениями второго и первого измерений
принимается за разность потенциалов между увязочными точками
данных профилей.
Если с длинными линиями работать нельзя, например, из-за
промышленных помех, можно применять систему наблюдений
с последовательным наращиванием профиля.
Все кривые потенциала в поле вычерчиваются по
отношению к потенциалу точки стояния неподвижного электрода (при
всех системах работ). Эти же графики без перестройки
используют и при камеральной обработке. Чтобы привести их
к одному нулевому уровню, достаточно сдвинуть нулевые
линии (горизонтальные оси) кривых на разность потенциалов
9&

между нулевой точкой данного профиля и точкой, потенциал
которой принят за нуль для всего планшета.
По окончании наблюдений на профилях планшета
производят повторные увязочные работы по магистрали, а если это не
связано с серьезными трудностями (например, с
необходимостью прорубки просек), то и по концам профилей.
Увязочные наблюдения рекомендуется проводить по точкам,
расположенным в спокойном поле и в благоприятных для заземлений
условиях. Во всех случаях, где это возможно, повторные увязки
для всего планшета рекомендуется осуществлять при одной
точке стояния неподвижного электрода.
При детализационных работах на небольших планшетах
все наблюдения рекомендуется выполнять с одного стояния
неподвижного электрода. В том случае, когда профили одного
планшета являются продолжением профилей другого, увязка
производится по 3—5 точкам перекрытия на стыке профилей.
Для увязки достаточно совместить концы кривых или сдвинуть
нулевые линии на величину разности потенциалов в точках
перекрытия.
Контролем правильности увязки планшетов по участку
служит постоянство значений потенциала в нормальном поле
в пределах всего участка работ.
Способ градиента. Наиболее рациональной системой работ
по способу градиента является следующая. После наблюдения
провода от электродов отключаются и последний по ходу
электрод переносится на два интервала вперед, а первый
остается на месте. Наблюдатель с прибором и все провода при
этом перемещаются на один интервал вперед. Провод,
подсоединенный к клемме М измерительного прибора, всегда должен
подсоединяться к переднему по ходу электроду.
При этой системе работ в каждое значение разности
потенциалов, кроме измеряемой величины, входят разности
потенциалов, обусловленные поляризацией электродов и
неидентичностью условий заземления. Разности потенциалов
поляризации электродов на двух соседних интервалах имеют разные
знаки и при вычислении кривой потенциала автоматически
исключаются. Это позволяет ограничиться относительно
редкими измерениями поляризации электродов (через 10—20 точек).
Работы способом градиента обычно ведутся замкнутыми
полигонами. Полигоны увязывают между собой по магистрали
или по концам профилей. По окончании работ на планшете
повторяют увязочные наблюдения по магистрали прямым и
обратным ходом с максимально большими линиями.
При работе по способу градиента особенно необходимо
следить за правильностью каждого наблюдения, поскольку по»-
грешности отдельного измерения отражаются на значениях
потенциала многих других точек. Точки ошибочных НаблЮДе-
Яб

ний обычно устанавливают по резким выскокам на графиках
градиента или на построенных по ним кривых или картах
потенциала.
Когда работы ведутся преимущественно по схеме
градиента, окончательные результаты целесообразно представлять
в виде кривых градиента.
При решении конкретных задач способы потенциала и
градиента могут входить в разных соотношениях и работы по
каждому из них могут существенно варьировать. При
наземных работах, связанных с поисками рудных месторождений
и геологическим картированием, в основном применяют способ
потенциала в его стандартном виде. Он же используется в
соответствующих модификациях и при скважинных и шахтных
наблюдениях. Способ градиента при наземных работах
применяют лишь как вынужденную меру в условиях интенсивных
промышленных помех.
Более разнообразны формы указанных способов и их
сочетания, применяющиеся при решении гидрогеологических и
инженерно-геологических задач и при исследовании акваторий
[9, 16, 172].
Метод ЕП с начала 30-х годов применяется для контроля
коррозийности подземных трубопроводов. При этом
используются различные приемы наблюдений, наиболее простым и
надежным из которых является съемка потенциала по трассе
трубопровода.
При изучении процессов фильтрации подземных вод обычно
производится съемка по способу потенциала. Для определения
направления движения подземных вод применяется съемка
градиента при нескольких ориентировках приемной линии на
каждой точке [16] или съемка потенциала по системе
радиальных профилей с наблюдением в нескольких точках каждого
профиля.
Направление движения подземных вод определяется по
направлению максимального градиента. По такой методике могут
Осуществляться и поиски подземных вод. Указанием на
наличие подземного потока служит различие значений градиента
в разных направлениях.
Поиски подземных источников вод или мест инфильтрации
вод удобнее вести с помощью обычной съемки потенциала по
прямоугольной сети.
Для обнаружения и локализации утечек воды из небольших
водохранилищ применяют способ потенциала, причем
наблюдения ведут с берега, где устанавливают измерительную
аппаратуру и неподвижный электрод. Подвижный электрод,
подсоединенный к каротажному кабелю (типа КТШ-0,3),
завозится на лодке на удаленный конец профиля и затем постепенно
подтаскивается к наблюдателю. По мере продвижения элект-
7-815
97

N^J^' ,-, рода по профилю через
определенные интервалы фиксируется
разность потенциалов с помощью по-
^•^^^ тенциометра или электронного ком-
у////////////////////////////' пенсатора. Непрерывную кривую
можно получить с помощью каро-
РИС. 111.24. Схема плавучей тажного регистратора. Электрод
установки ПрИ этом перемещается или по
поверхности воды или на некоторой
глубине. При больших глубинах водоема электрод лучше
помещать в придонную часть.
В удаленной от берега части водоема удобнее применять
способ градиента. При этом оба электрода перемещаются вместе
с лодкой, в которой находится наблюдатель.
При исследовании акваторий вблизи береговых линий
применяют способ потенциала в той форме, как и при изучении
водохранилищ. На неглубоком шельфе он же может
применяться и в удалении от берегов при заякоренном неподвижном
электроде. В открытом море используется полностью
подвижная установка, схема которой представлена на рис. III.24. Она
состоит из двух градиентных линий, с помощью которых
измеряются градиенты потенциала у поверхности воды и вблизи
морского дна. Для контроля измеряют разности потенциалов
между одноименными заземлениями, расположенными на
поверхности воды и вблизи морского дна [172]. Для изучения
электрического поля в толще морской воды измеряют потенциал (или
градиент потенциала) по вертикали с неподвижного судна
с помощью каротажной установки [170].
Камеральная обработка материалов
По результатам обработки полевых наблюдений методом
ЕП строят карты (планы) графиков потенциала в масштабе
съемки или на разряд крупнее. Карты изолиний потенциала
могут представляться в качестве обобщающего документа
(если это необходимо), но не могут заменить карты графиков.
Документация и полевая обработка ведутся таким
образом, чтобы максимально упростить камеральную обработку
материалов. Увязка профилей и планшетов, как правило,
выполняется графическим путем перемещения линии отсчета
потенциала. Отсчетные линии совмещают с профилями при
копировании графиков [172]. Общие требования к обработке и
представлению результатов работ методом ЕП изложены в
соответствующих разделах инструкции по выполнению
электроразведочных работ [5].
98

Принципы интерпретации
Интерпретация карт и графиков ЕП бывает качественной
и количественной. При качественной интерпретации визуально
выявляют аномалии, определяют местоположение объектов,
создающих естественные поля, и, исходя из
геолого-геофизической обстановки, оценивают их природу. При количественной
интерпретации на основе этих данных выбираются
физико-геологические модели, которыми можно аппроксимировать
реальные тела (поляризованные сферы, горизонтальный цилиндр
и др.) и для которых решены прямые и обратные задачи ЕП
(см. § 49). Для количественной интерпретации используют
четкие аномалии. На них определяют расстояния между точками
профиля, в которых аномалии потенциала ЕП равны
половинам его максимальных значений (q) или разности абсцисс
точек пересечения касательных к экстремуму на графике
потенциала и к его боковым граням (т) (см. рис. XVI.3).
Полученные интерпретационные параметры q и т, а также палетки,
изображенные на рис. III.5—III.8, служат для оценки глубины
залегания естественно-поляризованных тел.
При изучении фильтрационных потенциалов изредка
проводится полуколичественная интерпретация. Так, в условиях
однородной литологии приращение потенциалов ЕП
пропорционально изменению глубин залегания грунтовых вод по депрес-
сионной кривой, которая образуется при откачках вод из
скважин или на склонах плотин и долин рек. По данным
экспериментальных работ П. И. Масловского при изменении ЕП
в двух точках на 10 мВ глубина залегания депрессионной
кривой меняется примерно на 1 м. Выявив по параметрическим
данным аналогичную зависимость для изучаемого района,
можно по карте ЕП построить карту глубин залегания
грунтовых вод.
ГЛАВА IV. МЕТОД ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
§ 11. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МЕТОДА
Природа вызванной поляризации
Метод вызванной поляризации (ВП) основан на изучении
вторичных электрических полей, возникающих в земле под
действием электрического тока. Эти поля имеют
электрохимическое происхождение, связанное с процессами на контакте
твердого вещества горных пород и внутрипоровой влаги. ВП
создается импульсами постоянного тока, в промежутках между
которыми измеряют вторичное поле, или переменным током раз-
7*
99

Таблица IV.l
Электронопроводящие минералы (по Ю. С. Рыссу и В. А. Комарову)
Название
Аргентит
Арсенопирит
Борнит
Бравоит
Буланжсрит
Валлериит
Виоларит
Ваэсит
Вюртцит
Галенит
Гаусманит
Герсдорфит
Гитамит
Глаукодот
Графит и
аморфный углерод
Данаит
Джемсонит
Золото
Ильменит
Кобальтин
Ковеллин
Кубанит
Курнакит
Леллингит
Титаномагнетит
Халькозин
Халькопирит
Химическая
формула
Ag2S
FeAsS
Cu5FeS4
(Ni,Fc)S2
Pb5Sb4S,,
Cu2Fe4S7
Ni2FeS4
NiS
ZnS
PbS
Mn304
NiAsS 1
(Fe, NTi)As2
(Cu, Fe)AsS
С
(Fe,Co)AsS
Pb4FeSb6S14
| Au
FeTi03
\ CoAsS
CuS
CuFe2S3
Mn203
FeAs2
mFeTi03rcFe304
Cu2S
CuFeS2
Название
Магнетит
Марказит
Медь самороднля
Метациннабарит
Ми л л ер ит
Молибденит
Никелин
Пентландит
Пирит
Пиролюзит
Пирротин
Платина
Платтнерит
Полибазит
Полидимит
Ртуть
Серебро
Смальтин
Скуттерудит
Сперрилит
Станнин
Теннантит
Тетрадимит
Тетраэдрит
Тиллит
Хлоантит
Энаргит
Ялпаит
Химическая
формула
Fe304
FeS2
Си
HgS
NiS
MoS2
NiAs
(Fe,Ni)9S8
FeS2
Mn02
FeS
Pt
Pb02
Ag9SbS6
Ni3S4
Hg
Ag
CoAs2
CoAs3
PtAs2
Cu2FeSnS4
CuI2As4Si3
Bi2Te2S3
Cui2Sb4Si3
PbSnS2
NiAs2
Cu3AsS4
Ag3CuS2
Минералы, некоторые разности которых обладают
электронной проводимостью
Антимонит
Браунит
Бурнонит
Висмутин
Гематит
Герценбергит
Sb2S3
Mn203
(Fe,Mn,Mg)Si02
PbCuSbS3
Bi2S3
Fe203
SnS
Касситерит
Манганит
Псиломелан
Сфалерит
Франклинит
Якобсит
Sn02
МпО(ОН)
ВаМпМп202.ЗН20
ZnS
(Zn,Mn)Fe204
Fe204
личной частоты. Во втором случае ВП проявляется
уменьшением напряжения с ростом частоты или отрицательным сдвигом
фазы напряжения относительно возбуждающего тока [5, 16,
179, 182, 184].
Характер процессов ВП обусловлен электропроводностью
твердого вещества. Наиболее интенсивны они на контакте
внутрипорового электролита с минералами, имеющими
высокую электронную или дырочную проводимость. Список таких
100

минералов приведен в табл. IV. 1. Большая часть этих
минералов — рудные полезные ископаемые, поэтому для поисков и
разведки рудных месторождений метод ВП применяют
особенно широко [183, 185, 190].
Процессы ВП на контакте электролита с плохо
проводящими силикатами, карбонатами и другими породообразующими
минералами носят характер электрокинетических явлений [175,
176, 177, 189]. Интенсивность ВП зависит от состава и
концентрации электролита и от структуры пор, что создает
предпосылки для применения метода ВП для решения задач
гидрогеологии и инженерной геологии [176, 177, 181].
Теория метода ВП исходит из предположения о линейной
зависимости ВП от напряженности первичного токового поля1.
Исследования нелинейных эффектов составляют содержание
метода нелинейной вызванной поляризации [176, 180], а также
контактного и бесконтактного способов поляризационных
кривых [186].
Электродвижущая сила ВП <?вп, возникающая на
контакте сульфидов, магнетита, графита и других электронопроводя-
щих минералов, всегда создает ток, противоположный
поляризующему току. Параметром ВП служит отношение э. д. с. ВП
к нормальной составляющей напряженности поляризующего
поля в электролите £71} или к нормальной составляющей
плотности тока /v:
SBn = -Ms/e0 = -XEV™ = - RJV9 (IV. 1)
где Ms — дипольный момент ВП единицы контактной
поверхности; 8о — электрическая постоянная (8,85-10~12 Ф/м); X —
коэффициент поверхностной поляризации ВП; Rn —
поляризационное сопротивление единицы поверхности, Ом«м2:
/?п = ^Рэ, (IV.2)
где рэ — удельное сопротивление электролита.
Экспериментальные значения Ru даны в табл. IV.2.
Коэффициент X для рудных минералов в различных электролитах
составляет от 0,01 до 1 м, в среднем — 0,1 м.
При описании объемной поляризации пород, содержащих
электронопроводящие включения и без них, параметром
служит поляризуемость т], представляющая собой дипольный
момент ВП единицы объема Mv, приведенный к единице
поляризующего поля Еи. Поляризуемость обычно вычисляют как
отношение поля ВП £вп к поляризующему (полному) полю в
конце импульса тока £п, измеренных в одной и той же
приемной линии:
1= -Му/(г0Еи) = Евп/Еп. (IV.3)
Поляризуемость — безразмерная величина, обычно
выражается в процентах.
101

Таблица IV.2
Поляризация минералов в разных растворах, /3=60 с, /с=0,5 с
Минерал
Пирит
Пирротин
Халькопирит
Галенит
Магнетит
Графит
Пирит
Галенит
Графит
Пирит
Галенит
Графит
Пирит
Галенит
Графит
Раствор
0,lNNa2SO4
То же
»
»
»
»
0,01 NNa2S04
То же
»
0,01 NNaHS04
То же
»
0,01 NNa2S04
То же
»
рн
7
7
7
7
7
7
7
7
7
3
3
3
9
9
9
*п» <
Анод
6,6
0,4
6,4
2,0
7,8
15,9
11,3
2,5
25,0
6,2
2,1
29,0
3,2
5,6
11,6
Эм-м2
Катод
9,5
0,4
10,0
3,5
9,9
14,1
15,1
5,8
19,0
7,4
3,8
25,0
5,0
6,4
13,5
Примечание. /3 — время зарядки (длительность импульса постоянного тока); tc —
время спада напряжения вызванной поляризации, отсчитанное от момента выключения
тока.
Поляризуемость пород без электронопроводящих включений
достигает максимальных значений при объемной влажности
2—5% и низкой концентрации солей во влаге. С увеличением
влажности она уменьшается и у чистой воды равна нулю.
Увеличение концентрации солей приводит к уменьшению
поляризуемости, обратно пропорциональному корню квадратному из
концентрации [176]. У влагонасыщенных пород, имеющих
удельное сопротивление до 100 Ом-м, поляризуемость возрастает
прямо пропорционально сопротивлению. При удельном
сопротивлении порядка 1000 Ом-м она достигает максимума и при
дальнейшем увеличении сопротивления несколько уменьшается
[176]. Вместе с тем поляризуемость пород не превышает 2—3%.
Включения электронопроводящих минералов резко
повышают поляризуемость пород. Соответствующие экспериментальные
данные содержит табл. IV.3.
Временные и частотные зависимости ВП
После включения постоянного тока / на первичное
(омическое) напряжение1 Д£/0 накладывается возрастающее
напряжение ВП Д£/вп. В итоге по мере пропускания тока возраста-
1 Индукционные эффекты в гл. IV не рассматриваются. Для исключения
их влияния измерения ВП производят спустя некоторое время после
переключения тока, чтобы электромагнитная индукция затухла.
102

Таблица IV.
Поляризуемость образцов горных пород и руд, ?3=120 с, /с=0,5 с
Породы и руды
JTcp
п
^min
Рудный Алтай
Плагиоклазовые порфириты
Плагиоклазовые порфириты с редкой
вкрапленностью пирита
Туфы кислого состава
Туфы кислого состава с редкой вкрапленностью
пирита
Серицито-кварцевые и хлорито-кварцевые
сланцы
Серицито-кварцевые сланцы с вкрапленностью
сульфидов
Графитизированные серицито-кварцевые сланцы
Полиметаллические сульфидные руды
Грузия
Долерит с редкой вкрапленностью магнетита
Вторичные кварциты с вкрапленностью
сульфидов
Медноколчеданные вкрапленные руды
Южный Урал (по О. М. Шаповалову)
Альбитофиры и их туфы
То же с вкрапленностью сульфидов
Дацитовые и андезитовые порфириты
Диабазовые туфы и туфобрекчии
Диабазы и диабазовые порфириты
Граниты, плагиограниты
1,11
25
4,25
6
1,42
24
4,76
5
1,22
32
11,7
13
32,3
9
40,3
12
1 3,03
3
6,18
21
36,8
1 14
0,40
2,04
2,12
7,60
0,70
2,05
2,80
7,85
0,47
2,63
3,82
40,0
7,60
61,3
12,0
67,2
3,00
3,10
1,0
25,0
16,2
60,0
2,4
552
6,9
490
1,66
52
3,5
260
2lL
78
1,7
6
0,1
3,2
2,4
55,0
0,5
4,0
0,2
22,0
0,8
4,2
0,5
2,5

Продолжение
Породы и руды
Кварцевые диориты
Гранодиориты
Медноколчеданные вкрапленные руды
Лср
п
1,4
10
1,8
20
30,0
122
г if
0,4
3,2
0,3
3,5
15,0
47,0
Примечание, п — число образцов, T]mIn, "Птах' 'Пер"" минимальная, максимальная,
средняя поляризуемость.
ют полное^ напряжение ДС/П и полное (эффективное)
сопротивление R:
R = AUJI = (MJ0 + MJBn)/I. (IV.4)
Рост ВП происходит в течение нескольких минут и даже
часов.
Переходной характеристикой ВП считают функцию F(tn) —
рост напряжения ВП во время пропускания постоянного
тока tn. При произвольной зарядке t3 напряжение ВП,
измеренное через время tc после выключения тока, эквивалентно
приращению напряжения ВП во время пропускания тока за
интервал времени от tn' = tc до tn" = tc-\-t3 (рис. IV.1), так что
АС/вп('с) = F(tQ + Q-F(tc) = Д^п). (IV.5)
Переходную характеристику ВП можно построить по
кривой спада ВП после выключения тока. Для этого суммируют
напряжение в моменты спада, отстоящие друг от друга на
длительность зарядки:
т т
FvB)=F(tB)+ 2 л£/вп('н+«о= s А^п)- av.6)
Воссоздаваемый интервал переходной характеристики
начинается от наименьшего времени спада tH и кончается суммой
наибольшего времени спада и длительности зарядки ^н+(^+0^з-
Кривую спада ВП после заданной совокупности импульсов
постоянного тока отыскивают путем суперпозиции кривых
спада, соответствующих каждому импульсу в отдельности.
На переменном синусоидальном токе эффект ВП
выражается в росте эффективного сопротивления с уменьшением
частоты. Частотная зависимость вещественной составляющей
104

Rei?(o)) практически та же, что временная зависимость R(tn)9
если
/„©= 1/Уя = 0,564 «1, (IV.7)
где время переходного процесса /п выражено в секундах, а
частота со — в рад/с.
Тангенс сдвига фазы напряжения в приемной линии
относительно тока в питающей линии для реальных процессов ВП
связан с другими безразмерными параметрами ВП
соотношениями
fg ФвпИ = Im #(co)/Re #(со) « — 0,6 d lg R((o)/d lg со = 0,6 rf(/n),
(IV.8)
где r)(tn) —дифференциальная поляризуемость:
*п) = d lg R(tn)/d lg tn = dr)(tn)/d lg /n. (IV.9)
Временная зависимость поляризуемости г|(/п)—это
нормированная по первичному полю переходная характеристика ВП:
y\(tn)=F(tn)/AU0. (IV.10)
На практике за нормирующее напряжение можно принять
напряжение поляризующего поля в любой фиксированный
момент времени tu.
Поляризуемость однородной среды
Поляризуемость макрооднородной среды, в единице объема
которой содержится п одинаковых сфероидальных электроно-
проводящих включений [2]
V = птвп/(г0Ел) = Ш1 + РоЮ, (IV. 11)
где гавп —момент ВП отдельного включения с объемом 1Л;
\ = nV\ — объемная концентрация включений; (50 — момент ВП
единицы объема включения, приведенный к единице
первичного поля Е0.
Значение Ро соответствует установившемуся полю ВП после
достаточно долгой зарядки.
Если включения ориентированы одной из своих осей вдоль
поля £о, то
Po = MG+l)2/[(p+G) (pl+Gl+X0)], (IV.12)
где Хо — установившееся (предельное) значение коэффициента
поверхностной ВП, введенного в формулу (IV. 1); / — длина
той полуоси сфероида, вдоль которой направлено
возбуждающее однородное поле; p = p2/pi — отношение удельного сопро-
105

'L
Ток
тивления сфероида р2 к
удельному сопротивлению
вмещающей среды рг, G —
электрический коэффициент формы,
аналогичный коэффициенту
размагничивания N, G = N/(l—N)
(величина безразмерная).
Значения G даны в табл.
IV.4.
Временная характеристика
поляризуемости, получаемая
из формулы (IV. 11) с
помощью преобразования
Лапласа — Карсона [177, 189],
4*(M=4o*^(W. (IV. 13)
РИС. IV.1. Соотношение переходной имеет ВИД
характеристики ВП,
соответствующей ступенеобразному возрастанию
тока (а), и кривой спада напряже-
ния вп после пропускания прямо- где tM — время ^ максимума
угольного импульса тока (б) дифференциальной
поляризуемости.
Аналитическое выражение переходной характеристики
Fn(tn) зависит от типа электрохимических процессов на
поверхности включений и имеет сложный вид [175, 177, 189]. В
качестве аппроксимирующей функции в ранней стадии ВП, когда
происходит перезарядка двойного электрического слоя,
используют экспоненту. Тогда п=1 и
F{(tn) = 1 — ехр (- Utu). (IV. 14)
В поздней стадии, когда осуществляются
электрохимические реакции (я=2), аппроксимирующей является функция
(IV Л 5)
F2(Q = 1 - ехр (tu/tM V*>) erf с V tjtu V*
где
VT
erfc = 1 — --^=г Г ехр (—u2)du при х = -^=в
о
Постоянная времени
(IV.16)
t0 — пре-
*м=*о[С/(1+С)]»,
где для ранней стадии ВП л=1, для поздней п = 2;
дельное значение постоянной времени, характеризующее
свойства параметра X и соответствующее процессу ВП на большом
теле, когда /»Я, и С>1; при п=1 /о = #п-Сдэс, где Сдэс—
емкость двойного электрического слоя; С — поляризационный
коэффициент формы:
С=(//Я0)(Р+С). (IV. 17)
106

Таблица IV.4
Значения электрического коэффициента формы для сфероидов,
помещенных в однородное поле
Удлиненный сфероид
Отношение полуосей
вдоль и поперек оси
вращения с Ja
1
1,25
1,50
2
3
5
10
20
50
100
Gc для поля вдоль оси
1 вращения и большой по-
| луоси с (1=с)
0,500
0,380
0,303
0,210
0,122
0,0570
0,0207
0,00732
0,00145
0,00045
0,00000
Ga=Gb для поля поперек
оси вращения и вдоль
малой полуоси (/=а*=6)
0,500
0,568
0,622
0,704
0,804
0,892
0,953
0,978
0,995
0,998
1,000
Сжатый сфероид
Отношение полуосей
поперек и вдоль оси
вращения а/с
1
1,25
1,50
2
3
5
10
20
50
100
со
Gc для поля вдоль оси
вращения и малой
полуоси с {1-е)
0,500
0,645
0,800
1,116
1,746
3,000
6,200
12,50
31,80
63,80
со
' Ga=Gb для поля поперек
оси вращения и вдоль
большой полуоси (/=а=6)
0,500
0,432
0,380
0,309
0,220
0,143
0,0748
0,0382
0,0155
0,0078
0,0000
При изменении ориентировки возбуждающего поля
меняются / и G. При этом обнаруживается анизотропия
поляризуемости и ее временного параметра.
В частотной области функции Fn(tn) соответствует
fn(©) =[1 + (ш/а)м),/я]-1, (IV.18)
где /1=1 или 2; i—мнимое число; ©м—постоянная частоты,
соответствующая максимуму мнимой составляющей ВП; ?мо)м=
= 1/Уя«1.
Значения функций F„(/n), их производных по lg/ п,
вещественной и мнимой составляющих Ря-(ю) приведены в
справочнике [190].
107

Способы теоретических расчетов поля ВП
Расчеты поля ВП сводятся к определению полного поля в
поляризуемой среде £п, вычислению первичного поля Е0 (при
равенстве нулю параметров ВП К и г\) и разности их
ЕШ = ЕП-Е0. (IV. 19)
В любой фиксированный момент зарядки поляризующее
поле удовлетворяет уравнению Лапласа и его вычисления ведут
теми же способами, что и поля постоянного тока в неполяри-
зуемых средах, но при усложненных граничных условиях,
различных для поверхностной и объемной ВП.
В случае поверхностной ВП, соответствующем
рассмотрению отдельного электронопроводящего включения (например,
залежи массивной сульфидной руды), на границе тела и
вмещающей среды потенциал полного поляризующего поля
претерпевает скачок, равный э. д. с. ВП на этой границе [см.
формулу (IV. 1) ]. Нормальная составляющая плотности тока
непрерывна.
В случае объемной ВП потенциал и нормальная
составляющая плотности тока непрерывны, но само поляризующее
поле включает в себя поле ВП [см. формулу (IV. 19)]. Расчет
поляризующего поля в этом случае сводится к замене удельного
сопротивления каждой из сред рп на эффективное удельное
сопротивление
Pn = pn/(l— л«), (IV.20)
где цп — поляризуемость среды в заданный момент времени.
Если тело по удельному сопротивлению не отличается от
вмещающей среды, то создаваемый им потенциал поля ВП
можно вычислить с помощью интеграла:
вп 4я J J dv r
« _Л Г Г ЛЬ. *., (1V.21)
4я J J dv r
s
где rj* — избыточная поляризуемость тела; S — площадь его
поверхности; v — внешняя нормаль; г — расстояние от
элемента поверхности ds до точки наблюдения.
Расчеты кажущейся поляризуемости
Измеряемая в условиях неоднородной среды кажущаяся
поляризуемость представляет собой относительное изменение
кажущегося удельного сопротивления рк за заданный интервал
108

времени пропускания постоянного тока:
т1к = Дрк/рк. (IV.22)
Для учета времени вводят коэффициент времени Р. Для
одиночного импульса тока
P = Alg/n = lg(/n,,An,)=lg(l+^c). (IV.23)
На зависимости цк от lg/n имеется значительный линейный
интервал. Поэтому отношение
г]к/Р=А lgpK/A lgfn=4«('n) (IV.24)
практически дает кажущуюся дифференциальную
поляризуемость, аргументом которой служит /п — среднее геометрическое
время исследуемого интервала:
/п = У tn'tn" = *сУ 1+t3/tc. (I V.25)
Связь дифференциальной поляризуемости с параметрами
на синусоидальном токе дана в формуле (IV.8).
Когда поляризуемость элементов среды не превышает 10—
20%, формула (IV.22) упрощается:
1к = ^ = -У ^-*к=У ЧА. (IV.26)
Рк Рк £х Ф» ^
где N— число элементов среды; dpn = pnr\n и
^ = <?lgpK/^lgp.. (IV.27)
Величина Вп характеризует относительную чувствительность
измерительной установки к тому или иному элементу среды.
N
В однородной по поляризуемости среде, когда у]«=г] = const,
г)к = т] независимо от неоднородности среды по удельному
сопротивлению, вида измерительной установки, рельефа местности
и других факторов, влияющих на рк.
При наличии двух элементов — вмещающей среды (п=1)
и создающего аномалию ВП тела (/г = 2), нормированное по
избыточной поляризуемости тела г\* значение аномальной
кажущейся поляризуемости г]а равно
г(>=(г]к — r]i)/(r]2 — iii)=Wn* = B2==dlgpK/(31gp2.
(IV.28)
Приводимые в настоящей главе формулы, как правило,
соответствуют действию одного точечного источника тока (второй
питающий электрод отнесен на «бесконечность»). При любом
положении электродов суммарное воздействие двух разнопо-
109

лярных источников, питаемых одинаковым током, учитывается
в формулах
РкЛБ=(РкЛ+Ркв)/(1+<2), (IV.29)
ЦкАВ = (ЦкАркА + С1г\кВркв) / (PkA + QPkb) , (IV.30)
где ркл, ркв, г)кл, г\кв соответствуют действию источников тока
порознь; Q = Ka/Kb — отношение коэффициентов установок для
источников тока А и В.
Если питающие электроды А и В и приемные М и N
расположены на одной прямой, то
Q = ±{AM.AN)I(BM.BN),
где AM, AN, BM, BN — расстояния между электродами. Знак
«плюс» — если электроды М, N находятся между А и В. Знак
«минус» — если Му N вне АВ.
При численных расчетах х\к на ЭВМ обычно пользуются
точными формулами (IV.20) и (IV.22). При сопоставительном
анализе свойств аномалий ВП, создаваемых различными
телами, удобнее прибегнуть к приближенной формуле (IV.26).
Кажущаяся поляризуемость однородной анизотропной среды
Если питающие и приемные электроды расположены на
одной прямой, то после преобразования рк по формуле (IV.26)
для градиент-установки имеем
г\к=(ща+цпЬ)/(а+Ь), (IV.31)
где
a=l+A,2sin2asin2ji;
b= 1 —sin2 a sin2 p;
Л'> Цп — поляризуемость вдоль и поперек слоев соответственно;
а — угол падения слоев; р — угол между линией наблюдения
и простиранием слоев; Х = Ур«/р^ — коэффициент анизотропии
удельного сопротивления.
Известный парадокс анизотропии заключается в том, что
если поляризуемость вдоль слоев больше, чем поперек, то
кажущаяся поляризуемость, наоборот, меньше при ориентировке
линии наблюдений вдоль простирания слоев.
При одинаковой поляризуемости вдоль и поперек слоев
анизотропия кажущейся поляризуемости не наблюдается даже
при наличии анизотропии удельного сопротивления.
Поле ВП сферы
В однородном безграничном пространстве с удельным
сопротивлением pi и поляризуемостью х\\ при источнике тока вне
сферы (ее параметры — р2, X и у\2) потенциал поляризующего
ПО

поля вне сферы [176]
t/„(i>=-
/р.
4я(1 — %)
(IV.32)
J I у *ЧР -rap) — n у (1)
* ^,(n+l)(P+Ap)+« "
где /? — расстояние от источника тока до точки наблюдения;
Yn<l) = [a2n+l/{dn+lrn+l)]Pn(cosQ), а —радиус сферы, d —
расстояние от центра сферы до источника тока, г — расстояние от
центра сферы до точки наблюдения, 0 — угол между лучами d
и г, P„(cos0) —полином Лежандра порядка п\ р = р2/рь
Влияние ВП учитывается одним параметром
Ар = п(Х/а)+р (ля — rii)/(l — Ли). (IV.33)
У сфер с небольшими радиусом и удельным сопротивлением
относительно преобладает эффект поверхностной ВП. С
возрастанием радиуса или удельного сопротивления растет роль
объемной ВП.
Потенциал поля ВП вне сферы при источнике тока вне
сферы
U (1) == 7Pi fj_ 'Hi I y[ {2n+\)ntip
\+7£\w-
ВП 4я \R 1-ru ' ^Л\[(п+\)(р+Ьр)+п][{п+\)р+п]
*h п(р + Ар — 1)
1-% (" + 1)(Р + Лр)+>г
Гп(1) , (IV.34)
где обозначения те же, что в формуле (IV.32).
Собственное поле ВП сферы в первом приближении (при
п=1 и т]1 = 0) представляет поле диполя
^>Bn = -mBncose/r2, (IV.35)
момент которого
твп= — 12е0Д/?ла3£0/[(2/? + 1) (2р+ 1 + 2Др)], (IV.36)
где нормальное первичное поле источника тока в центре сферы
£0 = /р1/4я^2. (IV.37)
Потенциал поля ВП внутри сферы при источнике тока вне
сферы с упрощениями, касающимися поляризуемости
вмещающей среды (принято r]i=0):
I] (2) J9_
(2/i + 1) пр I-31- - (п + 1) —1 Уп^
L 1 — ^12 a J
к±ЩЬ а-Л (iv.38)
Г / Р Я \ 1
где Ynw=(rnJd»+l)Pn(cos6).
ill

РИС. IV.2. Поведение потенциала ВП вне и внутри сферы в случаях
поверхностной (а) и объемной (б) поляризации, образования объемной
поляризации тела из поверхностной поляризации отдельных включений, находящихся
в теле (в)
Соотношение потенциалов ВП вне и внутри сферы
отражает принципиальное различие поверхностной и объемной
поляризации (рис. IV.2).
Потенциал поля ВП вне сферы при источнике тока внутри
сферы выводится из формулы (IV.38) с помощью принципа
взаимности, т. е. путем взаимной замены мест источника тока
и точки наблюдения. Тогда
Уя(з)=.(сГ»/г»+1)Ря(со8в).
(IV.39)
В остальном формула не меняется.
Выражение потенциала внутри сферы при источнике тока
внутри сферы выводится путем применения к функции (IV.39)
преобразования Кельвина. В итоге
уя(4) = (d^/a2^1) Pn (cos 6).
(IV.40)
В геологической практике прибегают к вычислению
нормированных значений аномальной кажущейся поляризуемости
по формуле (XVII.26). При источнике тока и линии
наблюдений, находящихся на поверхности земли,
рк = р,[1+[2(р-1)/(2р+1)](а3/Л3)^]
(IV.41)
*= (Р./Рк) (6р/(2р+1)2) (а3//*3)/7*,
112
(IV.42)

РИС. IV.3. Графики геометрического коэффициента Fx аномалии ВП для
профилирования над сферой, полученные двухэлектродной
потенциал-установкой (а) и трехэлектродной градиент-установкой (б)
где h — глубина центра сферы; Fx — функция геометрических
соотношений расположения электродов относительно сферы.
При наблюдениях над центром сферы и однородного
горизонтального нормального поля Fx=l.
На рис. IV.3 приведены графики Fx для профилирования
с двухэлектродной потенциал-установкой и трехэлектродной
градиент-установкой. Аргументом Fx служит отсчитанное от
эпицентра сферы расстояние, приведенное к глубине центра
сферы. Графики для комбинированного профилирования
получают путем построения второй ветви, симметричной
относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр
сферы. Графики симметричного профилирования являются
средними между двумя ветвями комбинированного
профилирования, их вычисляют по формулам (IV.29) и (IV.30) при Q=l.
8-815
113

з 2 1 1 г з
0,2 Г
0
0,2 \-
О
-0,1
-0,3
-0,5
s>-JS*^M±±
у////////////^^^^^
РИС. IV.4. Графики геометрического коэффициента Fx аномалий ВП для
градиент-установки при расположении неподвижного точечного источника
тока А на разных расстояниях от сферы в случаях однородной вмещающей
среды (а) и двухслойной среды (б)
Номера графиков соответствуют номерам положения сферы. Источник тока А\
находится на поверхности земли, Л2—на границе слоев, Л3 — в нижнем слое
На рис. IV.4 приведены графики Fx, соответствующие
измерениям с градиент-установкой при неподвижном точечном
источнике тока. По мере перехода от вертикального
направления оси поляризации тела к горизонтальному форма графиков
существенно меняется. Но при любом положении источника
тока главный максимум находится примерно на том же
расстоянии от источника тока, что и центр сферы. Соответствующие
дуги пересекаются в центре сферы.
На рис. IV.5 даны графики РХу соответствующие измерениям
с градиент-установкой, когда сфера находится в нижнем слое
двухслойной вмещающей среды, а источник тока располагает-
114

О 10 20см
РИС. IV.5. Экспериментальные графики кажущейся поляризуемости,
полученные при разных положениях питающих электродов относительно модели
в форме параллелепипеда, ориентированной вкрест линии наблюдений (а)
и вдоль нее (б) (по О. М. Шаповалову)
1—6 — номера положений электродов и соответствующих им графиков. Поляризуемость
модели 54%, удельное сопротивление ее в 10 раз меньше, чем вмещающей среды —
песка с поляризуемостью 0,5%
ся на поверхности земли, на границе верхнего и нижнего слоев
и внутри нижнего слоя. Удельное сопротивление нижнего слоя
в 10 раз больше, чем верхнего.
Поле ВП сфероида
Поле ВП сфероида, помещенного в неоднородное поле
точечного источника тока, вычисляют на ЭВМ по специальным
программам. Для ориентировочных расчетов можно принять,
что внешнее поле поляризованного сфероида равно полю
диполя, момент которого [176]
твп = -е0Др(С+ \)WE0/[(p + G) (p+G+Ap)], (IV.43)
где условные обозначения те же, что в формулах (IV. 12)
и (IV.33). Избыточная поляризуемость сфероида и ее
временная характеристика могут быть вычислены по формуле (IV. 13).
Максимальный момент объемно-поляризованного сфероида
соответствует p = G.
8*
115

Внутри сфероида, помещенного в однородное возбуждающее
лоле, для градиент-установки
1»=(riK-rll)/^2-^i) = (PK-pi)/(p2-pi) = G/(p+G). (IV.44)
Поле ВП в двухслойной среде
Если все электроды находятся на поверхности земли, то для
градиент-установки Шлюмберже
оо
<► = — , (IV.45)
ОО * '
1+2 2 ^"Фд
где коэффициент отражения
*12=(P2 —Pl)/(P2+Pl); (IV.46)
коэффициент удаления
фл = г3[г2+4/12А12]-3/2; (IV.47)
pi и р2 — удельные сопротивления верхнего и нижнего слоев;
Ai — мощность верхнего слоя; г — расстояние от источника
тока до центра приемной линии.
При малом разносе электродов, когда r<^hu фл->1 и tjk->t|i.
При достаточно большом разносе, когда г»/гь фя-^1 и tjk->-
г]2 при любом соотношении удельных сопротивлений слоев.
Значения Ф даны в табл. IV.5.
Для симметричной установки Веннера, в которой
расстояния между соседними электродами равны (AM = MN = NB = L),
коэффициент удаления в формуле (IV.45)
Ф„ = L[ (L2+4/z2/i!2) -1/2 — (L2+n2/ii) -1/2]. (IV.48)
Скважинные варианты метода ВП рассмотрены в
литературе [187]. Значения ft для вертикальной градиент-установки в
двухслойной среде при точечном источнике на поверхности
земли в устье исследуемой скважины даны в табл. IV.6. На
границе слоев происходит скачок кажущейся поляризуемости,
равный разности поляризуемости слоев, при этом Afl,= l.
Поле ВП на поверхности многослойной среды
Теоретические графики кажущейся поляризуемости для
любого горизонтально-слоистого разреза вычисляют на ЭВМ по
специальным программам. В частном случае, когда слои по
удельному сопротивлению не различаются между собой, вели-
116

Таблица IV.5
Нормированные значения аномальной кажущейся поляризуемости
на поверхности двухслойной среды (по Н. А. Пишпаревой) [176]
г/А1
0,5
1,0
1,5
2
3
5
8
11
r/hl
0,5
1,0
1,5
2
3
5
8
11
20
50
80
ПО
k\2
-0,95 | —0,9 | —0,8
0,0012
0,0080
0,0238
0,0515
0,1626
0,6692
0,9574
0
0,0143
0,0894
0,2160
0,3535
0,5758
0,8004
0,9131
0,9534
0,9975
0,0023
0,0158
0,0457
0,0970
0,2769
0,7619
0,9447
0,0044
0,0299
0,0852
0,1729
0,4272
0,8598
0,9158
0,9756
0,2 | 0,4
0,0141
0,0886
0,1706
0,3288
0,4878
! 0,7239
0,8553
0,9116
0,9690
0,9946
0,0136
! 0,0808
0,1514
0,2839
0,4390
0,6231
0,7666
0,8414
0,9349
0,9870
—0,6 | -0,4
0,0081
0,0535
0,1215
0,2761
0,5112
0,9100
0,9603
0,6
0,0114
0,0652
0,1365
0,2190
0,3270
0,4884
0,6305
0,7194
0,8525
0,9474
0,0634
0,0110
0,0718
0,1544
0,3321
0,6123
0,8944
0,9660
0,8
0,0068
0,0398
0,0863
0,1292
0,1984
0,2993
0,4070
0,5033
0,6728
0,8794
0,9208
0,9643
—0,2
0,0131
0,0837
0,1736
0,3601
0,8563
0,9482
0,9765
0,9
0,0039
0,0225
0,0475
0,0725
0,1123
0,1775
0,2531
0,3139
0,4670
0,6602
0,7671
0,8915
0
0,0143
0,0894
0,2160
0,3535
0,5758
0,8004
0,9131
0,9534
0,95
0,0020
0,0121
0,0257
0,0383
0,0612
0,0977
0,1482
0,2098
0,2972
0,5211
1 0,6195
0,7367
Таблица IV.6
Нормированные значения аномальной кажущейся поляризуемости
для вертикальной градиент-установки в двухслойной среде
(точечный источник тока расположен на поверхности земли)
(по В. А. Шафаренко) [187]
фг
0,1
0,8
1
1
2
4
8
16
32
64
128
Рг/Pi
1/19
0,000
—0,023
—0,043
0,757
0,965
0,976
0,986
1,0
1,0
1,0
1,0
1/9
0,000
—0,045
—0,086
0,914
0,931
0,953
0,977
0,996
1,0
1,0
1,0
1/4 | 3/7 | 1 | 7/3 | 4 | 9 | 19
0,000 0,000 0,000
-0,087—0,125—0,181
—0,174—0,262—0,444
0,826 0,738 0,556
0,864 0,784 0,625
0,899 0,845 0,720
0,942 0,908 0,820
0,970 0,950 0,895
0,985 0,974 0,943
0,992 0,987 0,970
1,0 1 0,992| 0,984
0,000
—0,196
—0,637
0,363
0,440
0,560
0,689
0,809
0,883
0,935
0,966
0,000
—0,175
—0,740
0,260
0,336
0,454
0,590
0,718
0,822
0,897
0,944
0,000
-0,120
—0,852
0,148
0,212
0,313
0,439
0,575
0,704
0,810
0,890
0,000
—0,060
-0,918
0,082
0,130
0,209
0,312
0,434
0,562
0,680
0,786
Примечание, z — глубина приемной линии.
117

Таблица IV.7
Значения коэффициента удаления уп(Нп1г) для горизонтально-слоистых сред
"nlr
0,01
0,02
0,05
0,10
0,20
0,50
1
Фп
0,9998
0,9976
0,9852
0,9428
0,8004
0,3535
0,08944
njr
2
5
10
20
50
100
Фп
0,01427
0,0009852
0,0001245
0,0000156
0,0000010
0,0000001
чина ВПу входящая в формулу (IV.27), выражается только
через коэффициенты удаления и
Лк= ЦЛп(Фп-Фп+1), (IV.49)
где cpn = r3(r2 + 4#2n)-3/2; Нп — глубина кровли слоя с
номером п\ г — расстояние от источника тока до центра приемной
линии.
При я=1 #1=0 и <pi=l. При я=2 Н2 = Ы (мощности
верхнего слоя). При п = 3 H3 = hi+h2 (сумме мощностей двух
слоев), и т. д.
При n = N Нм+\-*°° и флч-1 = 0.
Значения Цп(Нп/г) даны в табл. IV.7.
Поле ВП возле вертикального контакта двух сред
Если источник тока находится в среде с л=1, то при
измерительных электродах в той же среде [176]
*=[(l-*i22)/(l+Ai2/7x)] (/V2), (IV.50)
где &12 — коэффициент отражения; геометрическая функция
Fx = — x*/(2d — x)*;
х, d — расстояния от источника тока до центра приемной
линии и до контакта соответственно.
При измерительных электродах во второй среде Fx=l- На
контакте происходит скачок О, равный единице независимо от
соотношения удельных сопротивлений сред.
Поле ВП над вертикальным пластом
Если безграничный по простиранию и падению
вертикальный пласт отличается от вмещающей среды лишь по
поляризуемости, то для установки срединного градиента вкрест прости-
118

Таблица IV.8
Нормированные значения аномальной кажущейся поляризуемости
над центром вертикального пласта, перекрытого горизонтальным слоем
(по М. В. Семенову)
Р2
Pi
1,0
1,22
1,5
3,0
9,0
12,3
19
39
99
V*
0,5 | 1 | 2 | 4 | 10
0,155
0,145
0,134
0,097
0,050
0,041
0,030
0,017
0,008
0,290
0,275
0,254
0,186
0,098
0,079
0,058
0,034
0,016
0,5000
0,470
0,437
0,326
0,176
0,144
0,107
0,063
0,030
0,710
0,670
0,632
0,494
0,287
0,238
0,181
0,108
0,055
0,870
0,851
0,823
0,705
0,472
0,407
0,322
0,209
0,108
20
0,930
0,922
0,906
0,837
0,626
0,557
0,462
0,318
0,178
200
0,994
0,991
0,988
0,980
0,943
0,925
0,885
0,989
0,598
оо
рания пласта
ф = Ф/я = Ф°/180°, (IV.51)
где Ф — угол в радианах или градусах, под которым видна
верхняя грань пласта из точек наблюдения.
Роль удельного сопротивления pi верхнего горизонтального
слоя, перекрывающего пласт, и горизонтальной мощности
пласта hu показана в табл. IV.8. Удельные сопротивления
вертикального пласта рг и вмещающего его нижнего слоя приняты
одинаковыми. Кровля пласта находится на уровне
горизонтальной границы слоев h\. Возбуждающее поле — горизонтальное
и однородное.
Экспериментальные графики т]к для градиент-установки при
различных положениях источника тока относительно модели в
форме параллелепипеда показаны на рис. IV.6.
На рис. IV.7 показаны экспериментальные графики г)к,
AU и Д£/п, соответствующие скважинным вариантам
метода ВП.
Критерии подобия при моделировании полей ВП
Аномалии ВП одинаковы, если в модели и в натуре
одинакова величина т>. Для этого надо сохранить:
1) геометрическое подобие формы тел, их размеров и
положения точек наблюдения и источников тока;
2) избыточную поляризуемость тела или пронормировать по
ней наблюденную аномалию кажущейся поляризуемости;
3) отношение tJtM, являющееся аргументом в формуле
(IV. 13).
119

§ 12. МЕТОДИКА РАБОТ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
Основные требования к аппаратуре
Помехи при измерении полей ВП в земле создаются:
1) самопроизвольным изменением электродных потенциалов,
в приемной линии;
РИС. IV.6. Экспериментальные графики tik, А£/вп, А£/п, полученные при
разных положениях источника тока относительно модели и линии наблюдений,,
имитирующей вертикальную скважину (по О. М. Шаповалову):
1—3 — номера положений источника тока и соответствующих им графиков
РИС. IV.7. Теоретические графики кажущейся поляризуемости,
соответствующие параллельному спуску приемных электродов М и N в две скважины.
Приложенное поле перпендикулярно к скважинам. Положения тела: а — между
скважинами; б — основная часть — между скважинами, одна из скважин пересекает его; в —
вне промежутка между скважинами; г — основная часть тела — вне скважин, одна и?
них пересекает его. Избыточная поляризуемость тела равна 50%, его удельное
сопротивление такое же, как вмещающей среды
120

2) вызванной поляризацией приемных электродов под
действием протекающего через них электрического тока;
3) блуждающими промышленными токами, теллурическими
токами и другими сторонними меняющимися со временем
токами в земле.
Требования к приемным электродам такие же, как в методе
естественного электрического поля (см. гл. III). В обоих
методах применяют неполяризующиеся электроды (см. рис. III. 14
книги первой).
Вызванная поляризация практически достаточно мала,
если ток, протекающий в приемной линии, не превышает I мкА.
Для этого входное сопротивление измерительного прибора
должно быть не менее 1 МОм. Порог чувствительности прибора
должен быть не ниже 10 мкВ.
Источник тока должен обеспечить в питающей линии ток
(в амперах)
/>10е/С/(ркТ|к), (IV.52)
где е — реальный уровень помех в рабочем интервале частот
и применяемом временном режиме измерений, В; К —
коэффициент установки, м; рк — в Ом-м; г\к — в безразмерных
единицах.
Напряжение источника поляризующего тока
Vab = IRab, (IV.53)
где Rab — сопротивление питающей линии.
Достижение низкого сопротивления в питающей линии —
одна из трудностей практического использования метода ВП.
Требуется применять провода с достаточно большим сечением
медной проволоки и мощные заземлители (например, десятки
металлических шпилек).
Выбор измерительной установки
Для метода ВП пригодны все виды установок,
применяющиеся в методе сопротивления (см. гл. IV—VII книги первой).
Вместе с тем из-за необходимости устройства мощных
заземлений предпочтение отдается градиент-установке с
неподвижными питающими электродами. Приемную линию ориентируют
вдоль токовых линий поляризующего поля. Кроме того,
используют двойную крестообразную векторную установку. Приемную
установку можно располагать между питающими электродами
и за ними.
При практической невозможности обеспечения сильного
тока используют установки комбинированного и дипольного
профилирования, особенно эффективные при поисках
крутопадающих рудных тел.
121

И' \Шг \Шз WM* Ш&5 ^е Е37
РИС. IV.8. Полевые графики кажущейся поляризуемости срединного
градиента над телами различной формы:
а — вертикальным пластом; б — наклонным пластом; в — трапецеидальным блоком; г —
конусообразным блоком; д — выпуклыми и вогнутыми лентообразными телами. / —
перекрывающие осадочные породы; 2 — вкрапленные руды и зоны сульфидной
минерализации; 3 — сплошные и прожилковые сульфидные руды; 4—6 — вмещающие породы; 7 —
тектонические нарушения
Имеющиеся на участке работ скважины должны быть
использованы для осуществления скважинных вариантов BEL
При наличии в скважине рудного подсечения питающий
электрод помещают внутри него (вариант заряда), а приемную
линию перемещают по профилям на поверхности земли. Для
опоискования пространства вокруг одиночной скважины
питающий электрод устанавливают на поверхности земли (например,
в устье скважины), а по скважине перемещают приемную
градиент-установку (вариант вертикального профиля). Если в
скважине обнаружена аномалия ВП, то положение рудного тела от-
122

носительно скважины определяют с помощью азимутальной
установки, пример которой дан на рис. IV.7.
При наличии двух скважин, глубина которых соизмерима с
расстоянием между ними, в каждую из них одновременно
опускают по приемному электроду. Питающие электроды
располагают на поверхности земли так, чтобы токовые линии
поляризующего поля были примерно параллельны приемной
установке. Форма графиков кажущейся поляризуемости для этого
случая показана на рис. IV.8.
Разнос электродов
В благоприятных условиях однородной по удельному
сопротивлению вмещающей среды глубина исследований примерно
равна расстоянию от центра приемной линии до ближайшего
питающего электрода. Соответственно в комбинированном
профилировании глубина исследований близка к величине
разноса электродов. При работах с неподвижными питающими
электродами их разнос должен быть, по возможности,
большим, чтобы с одной стоянки исследовать наибольшую площадь.
Поверхностный слой хорошо проводящих пород уменьшает
глубину исследований. Требуемые разносы показаны в табл.
IV.9.
Разнос приемных электродов в градиент-установке не
должен превышать ожидаемую горизонтальную мощность
искомых тел.
Временной и частотный режимы измерений
В практике работ по методу ВП применяют:
1) одиночные импульсы постоянного тока (ОИ);
2) периодические однополярные импульсы тока со скваж-
Та блица IV.9
Значения требуемых разносов питающих электродов в зависимости
от соотношения удельных сопротивлений нижнего и верхнего
горизонтальных слоев (в единицах мощности верхнего слоя)
£2
Pi
1
1,5
2,3
4
9
12
39
Отношение аномальной кажущейся поляризуемости
к ее предельному значению
0,95
11
15
30
50
95
200
400
0,9
7,5
10
17
25
57
125
250
0,8
5
6,5
10
15
35
75
150
0,7
4
5
7
10
23
50
100
0,6
3
3,5
5
7,5
15
37
70
0,5
2,5
3,0
3,5
5,5
И
25
48
123

ностью 2 (ОПИ-2), при которой пауза между импульсами
равна длительности импульсов;
3) периодические разнополярные импульсы тока со
скважностью 2 (РПИ-2);
4) периодические разнополярные импульсы тока со
скважностью 1 (РПИ-1), при которой переключение полярности
производится без пауз.
Напряжение ВП, как правило, измеряют в паузах между
импульсами тока. В некоторых видах аппаратуры (СВП-74,
ЭВИП-601), снабженных стабилизаторами поляризующего
тока, возможна прямая регистрация ВП во время пропускания
тока.
Режим ОИ удобен для изучения переходных характеристик
ВП в широком интервале времени. Длительность импульсов
последовательно увеличивают в геометрической прогрессии,
например, в аппаратуре СВП-74 от 51 мс с двухкратным
шагом до 1024 с. Построение переходной характеристики по
регистрируемому спаду ВП основано на формуле (IV.6).
Периодические режимы тока применяют при массовых
полевых измерениях. Накопление полезного сигнала повышает
помехозащищенность измерений ВП. Измеренную кажущуюся
поляризуемость с помощью коэффициента времени переводят
в кажущуюся дифференциальную поляризуемость по формуле
(IV.24).
Для изучения текстурных особенностей поляризуемых тел
и их дифференциации цк измеряют при нескольких значениях
времени tn при сохранении постоянным коэффициента времени.
Выбор рабочего интервала времени зависит от решаемых задач
и временной зависимости дифференциальной поляризуемости
пород и руд на исследуемых участках.
Связь временных параметров с частотными показана в
формулах (IV.7) и (IV.8).
Режим РПИ-1, представляющий собой ряд нечетных
гармоник тока, положен в основу фазовых измерений ВП [179].
Сдвиг фазы ВП, выраженный в градусах, практически в 3
раза меньше дифференциальной поляризуемости в процентах:
Лк('п)« Зфвп(а), (IV.54)
если между временем и частотой выдержано соотношение
(IV.7).
Выделение аномалий ВП
Основной критерий для выделения аномалий ВП —
превышение наблюденной кажущейся поляризуемости над фоновой,
соответствующей поляризуемости окружающих пород.
Поляризуемость пород, не содержащих электронопроводящих минера-.
124

лов, как правило, не превышает 2% при /3 = 60 с, ^с = 0,5 с. Их
дифференциальная поляризуемость— 1%. Надежный признак
присутствия электронопроводящих минералов — превышение г\к
над фоном в 2 раза и более.
При широком распространении в породах
электронопроводящих минералов приходится различать региональные и
локальные аномалии ВП, причем первые, обычно отражающие
свойства двухслойной среды, служат фоном для выделения
вторых.
При скважинных исследованиях тела, не пересеченные
скважиной, выявляют по превышению кажущейся поляризуемости,,
полученной при расположении питающего электрода на
поверхности земли, над кажущейся поляризуемостью, измеренной в-
той же скважине каротажным зондом. При азимутальной
съемке, когда питающий электрод относят на определенное
расстояние от устья скважины, фоновым служит график т]к>
записанный при размещении питающего электрода в устье-
скважины.
В варианте заряда график т]к, соответствующий потенциал-
установке, используется для прослеживания тела, в которое-
сделано заземление, а превышение над ним графика цк для
градиент-установки — для обнаружения соседних тел.
Определение формы и горизонтальных размеров
поляризуемых тел
Если тело находится в средней части разноса ЛВ, то
горизонтальный размер тела определяется по расстоянию между
точками перегиба графика т]к. В первом приближении это
означает, что горизонтальный размер тела равен ширине
аномалии ВП (рис. IV.9).
Вид локальных аномалий существенно меняется в
зависимости от положения питающих электродов.
Протяженные тела с длиной, в несколько раз превышающей
разнос АВ, характеризуются воспроизводимостью формы
графиков г\к ДО тех пор, пока питающие и приемные электроды!
остаются над ними. Горизонтальные границы таких тел
определяются по ступенчатообразному изменению цк при размещении
одного из питающих электродов над телом, а второго — вне
тела во вмещающей среде. Местоположение контактов и тел
хорошо картируется на графиках дифференциальной
поляризуемости (IV.9). Пример показан на рис. IV. 10.
Определение глубины залегания тел
При интерпретации вертикальных зондирований над
горизонтально-слоистыми средами используют палетки т]к и рк, аз
также специальные программы для ЭВМ.
125*

а б
ЕЕ2' Ш2 Шк Ш\"
РИС. IV.9. Примеры полевых графиков кажущейся поляризуемости при
разных положениях питающих электродов А и В относительно поляризуемых тел:
а — над вертикальным контактом двух сред, различающихся по поляризуемости и
удельному сопротивлению; б — над крутопадающим пластом, в — над наклонной рудной
зоной, залегающей среди пород, обладающих повышенной поляризуемостью; г — над
наклонным рудным телом, обладающим высокой поляризуемостью и низким удельным
сопротивлением, д — над наклонным рудным телом, мало отличающимся по удельному
сопротивлению от вмещающих пород; е — графики комбинированного профилирования
над вертикальными сульфидными жилами; 1 — перекрывающие осадочные породы; 2 —
рудовмещающие породы; 3 — вкрапленные руды и зоны сульфидной минерализации; 4 —
сплошные и прожилковые сульфидные руды

1!Z
'±3
Г
РИС. IV. 10. Полевые графики дифференциальной кажущейся
поляризуемости для разных моментов времени tn переходного процесса ВП
/ — перекрывающие осадочные породы; 2 — безрудные породы; 3 — породы с
сульфидной вкрапленностью; 4 — сплошные и прожилковые руды
Примерно оценить глубину залегания тела любой формы
можно по графику г\к, полученному при расположении
питающего электрода над телом. Глубина несколько меньше
расстояния от этого электрода до места на линии наблюдений,
соответствующего точке перегиба графика.
Глубина центра изометричного тела определяется по
пересечению дуг, радиус которых равен расстоянию от питающего*
электрода, расположенного над телом и вне его проекции, да
максимума наблюдаемой аномалии т]к.
Определение направления падения тел
и их протяженности на глубину
Если тело находится посредине АВУ то более пологая ветвь
графика у]к расположена со стороны падения тела, а более
крутая — над его «головой». За нею может наблюдаться
минимум, вплоть до отрицательных значений г]к, которые тем
больше, чем меньше угол падения тела (рис. IV.9, б и г).
Если питающий электрод находится над телом, то менее-
интенсивный, но более широкий максимум т]к расположен со
стороны падения тела, а более резкий — за его «головой» (см.
рис. IV. 10). Указанием на большую протяженность тела в
глубину служит существенное превышение ширины максимума г\Кг
когда питающий электрод находится над телом, над шириной
аномалии срединного градиента.
Определение положения тел
в околоскважинном пространстве
При изучении установкой вертикального профиля роль
«горизонтального» размера играет протяженность тела вдоль
скважины, а роль глубины — расстояние от скважины до тела. При
127

заземлении в нижнюю часть крутопадающего тела (заряд-ВП)
на поверхности земли над «головой» тела наблюдается
отрицательная аномалия т]к.
При азимутальной съемке, когда тело оказывается между
питающим электродом и скважиной, вверху находится
максимум т]к, а внизу, на глубине тела, — минимум цк. Обратное
расположение максимума и минимума г|к наблюдается, когда
питающий электрод находится с противоположной стороны
(рис. IV.7).
При одновременном спуске приемных электродов в две
скважины положительная аномалия г\к сопутствует телу,
находящемуся между скважинами, а отрицательная — телу вне
пространства между скважинами (рис. IV.8). Максимальная
аномалия ВП соответствует ориентировке возбуждающего поля
и приемной линии вдоль большой оси тела.
Оценка перспективности тел
Для многих рудных месторождений содержание полезных
компонентов пропорционально содержанию электронопроводя-
гцих минералов. Последнее зависит от размеров (объема) тел
и их избыточной поляризуемости.
Для условий срединного градиента избыточная
поляризуемость вкрапленных руд ц* связана с аномалией кажущейся
поляризуемости уравнением
Л* = Ла(А/в)л, (IV.55)
где h — глубина центра тела; а — радиус тела или полумощ-
лость горизонтального пласта. Показатель степени п=0 в
однородной среде и в двухслойной среде, если r^>hx\ n=\ для
горизонтального пласта при оптимальном разносе г\ п = 2 для
горизонтального кругового цилиндра и /2 = 3 для сферы.
В случае крутопадающего пласта
Т1* = Г]аЯ/Ф, (IV.56)
где Ф — угол между лучами, проведенными из точки
наблюдения над серединой пласта к углам его кровли.
Если питающий электрод находится над телом, то объем
Уэл, занимаемый в нем электронопроводящими минералами,
можно оценить по формуле
$V3Jl = jiSh\ (IV.57)
где h — глубина центра тела; S — площадь, занимаемая
графиком аномальной кажущейся поляризуемости. При изменении
временного режима измерений меняются tUy т]к и S.
Соответственно меняется искомый объем электронопроводящих включе-
128

ний, релаксация которых происходит в исследуемом интервале
времени.
Разделение аномалий ВП в зависимости от текстурного
облика вкрапленников производится путем сравнения значений цк
или S при разных /п [188]. Богатым вкрапленным и прожил-
ковым рудам сопутствует увеличение г\к с ростом tn
(рис. IV. 10). Минеральный состав оценивают по нелинейным
характеристикам ВП, проявляющимся, в частности, в
преобладании катодной поляризации над анодной у сульфидов и,
наоборот, анодной над катодной у графита [176, 180].
Для подсчета прогнозных ресурсов того или иного металла
вводят коэффициенты металлоносности и рудоносности,
характеризующие соответственно относительное содержание металла
в общей массе электронопроводящих минералов и долю
металла в кондиционных рудах относительно общего его содержания
в рудоносной зоне, выявленной методом ВП.
Области применения метода ВП
Необходимая предпосылка для успешного применения
метода — различие поляризуемости у искомого тела и вмещающей
среды в оптимальном интервале времени или частоты.
Высокую поляризуемость создают наиболее распространенные в
природе сульфиды железа (пирит, пирротин, арсенопирит,
марказит), графит и другие разновидности самородного углерода,
магнетит и пиролюзит. Поляризуемость тел, содержащих
гематит, касситерит, сфалерит и ильменит, зависит от генезиса этих
минералов и обычно отличается небольшой постоянной
времени. Поляризация рудных минералов проявляется в широком
диапазоне времени и частот и на практике выявляется не
только в поздней, но и в ранней миллисекундной стадии
процессов ВП.
Более высокая поляризуемость песков по сравнению с
глинами и коллекторов с пресной водой по сравнению с соленой
водой служит основой применения метода ВП с
гидрогеологическими целями [176, 177, 181].
Для многих нефтегазовых месторождений характерны
протягивающиеся вверх ореолы мелкой пиритовой и марказитовой
вкрапленности, образовавшейся за счет выделившегося из
месторождений сероводорода [178]. Над такими
месторождениями наблюдаются интенсивные аномалии ВП.
Пегматитовые, апатитовые, родонитовые и другие
месторождения, не содержащие электронопроводящих минералов,
сами отличаются понижениями кажущейся поляризуемости, но
когда обогащены этими минералами, выделяются по
максимумам кажущейся поляризуемости [176].
9-815
129

Бокситовые, фосфоритовые и некоторые другие
месторождения выявляются по положительным аномалиям ВП за счет
примеси в них гематита [176, 190].
Предельная глубина, до которой обнаруживаются тела,
зависит от их размера, формы и избыточной поляризуемости.
Численные соотношения дают формулы (IV.55) и (IV.56). На
большинстве медных и полиметаллических месторождений
избыточная поляризуемость зон сульфидной минерализации
составляет 10—15%, их ширина 300—500 м, длина по
простиранию 1000 м и более. При наземной съемке такие зоны могут
быть обнаружены под чехлом безрудных пород мощностью до
100—150 м. При этом разнос питающих электродов должен
составлять 2—4 км [183, 185].
ГЛАВА V. ДРУГИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
§ 13. КОНТАКТНЫЙ И БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБЫ
ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ КРИВЫХ
К физико-химическим (геоэлектрохимическим), кроме
методов ЕП и ВП, относят контактный и бесконтактный способы
поляризационных кривых (КСПК и БСПК) и метод
частичного извлечения металлов (ЧИМ).
Контактный способ поляризационных кривых
Способ КСПК основан на последовательном возбуждении
электрохимических реакций на границе электронопроводящих
минералов с влагой горных пород и регистрации
электрохимических процессов в форме поляризационных кривых [186].
Последние представляют собой графическую зависимость между
током /, текущим через минералы, слагающие рудные тела, и
контактной разностью потенциалов ф на границе минералов с
влагой горных пород. Поляризационные кривые имеют
ступенчатый вид. Каждая ступень отражает электрохимический
процесс, происходящий на соответствующем минерале. Процессы
характеризуются, с одной стороны, веществами (минералами),
вступающими в реакцию, и веществами
(минералами)—продуктами реакций, с другой стороны, величинами потенциала1 ср
и предельными токами /пр реакций.
Сущность КСПК. Исследования методом КСПК
заключаются в следующем [186]. Один полюс внешнего источника то-
1 Значения контактной разности потенциалов, при которых происходят
электрохимические реакции, получили название потенциалов реакций.
130

ка через скважину или горную выработку подключают к
рудному объекту, а второй — к вспомогательному питающему
электроду, расположенному во вмещающей среде. Изменением
пропускаемого тока последовательно возбуждают одну
электрохимическую реакцию за другой на разных минералах.
Электрохимические процессы регистрируют в форме
поляризационных кривых путем записи зависимости между
протекающим током и разностью потенциалов на границе рудного
объекта с вмещающей средой. Разность потенциалов измеряют с
помощью электродов, один из которых установлен в любой
точке рудного тела, а второй — во вмещающей среде. Падение
напряжения на элементах цепи компенсируют с помощью
генератора, связанного с питающей линией. Компенсация
осуществляется автоматически при алгебраическом суммировании сиг-
калов приемной и компенсирующей цепи.
Подбором скорости изменения тока и компенсации падения
напряжения во вмещающих породах обеспечиваются наиболее
благоприятные условия раздельного возбуждения и
регистрации процессов на каждом из минералов. По снятым
поляризационным кривым определяют потенциалы и предельные токи
электрохимических реакций. По потенциалам реакций,
сравниваемым с известными эталонными значениями для разных
минералов, устанавливают минеральный состав обследуемого
объекта. По предельному току судят о количестве того или иного
минерала и масштабах рудной залежи.
Электрохимические процессы на поверхности рудных
минералов и рудных тел. Под действием электрического тока на
границе минералов, обладающих металлической связью
атомов, с влагой горных пород, имеющей ионную проводимость,
протекают электродные окислительно-восстановительные
процессы [186]. Катодные восстановительные реакции происходят
с присоединением к реагирующим веществам электронов. Для
возбуждения катодных реакций к исследуемым минералам или
рудным телам подключают отрицательный полюс внешнего
источника тока. Анодные окислительные реакции протекают при
отрыве от реагирующих веществ электронов. Для возбуждения
анодных реакций к минералам или рудным телам подключают
положительный полюс источника тока.
В общем случае каждому электрохимическому процессу
отвечает своя «ступень» на поляризационной кривой. Однако
некоторые последовательные стадии электрохимических
превращений характеризуются сближенными значениями потенциалов
реакций и при современной технике измерений регистрируются
как один процесс.
Обычно поляризационные кривые отражают два процесса
при анодных реакциях на минералах и три — при катодных.
Первые «ступени» анодных реакций отвечают растворению ми-
9*
131

нералов, вторые — совместному окислению серы, разложению
воды с выделением кислорода и образованию некоторых
окислов металлов. К реакциям, позволяющим диагностировать
минералы, относятся процессы анодного растворения сульфидов.
Потенциалы этих реакций удовлетворительно регистрируют по
поляризационным кривым, а сами значения потенциалов
разных минералов заметно отличаются друг от друга.
При катодных реакциях начальная ступень
поляризационных кривых часто отражает процесс восстановления кислорода
до группы гидроксила. У глубинных объектов при ограниченном
доступе кислорода эта реакция отсутствует. Следующая
ступень— реакции катодного разложения сульфидов. Потенциалы
этих реакций различны, что позволяет определять минералы.
Подъем поляризационной кривой при больших значениях
отрицательного потенциала соответствует разложению воды с
выделением водорода, а также некоторым реакциям, пока
недостаточно изученным.
Потенциалы реакций анодного растворения и катодного
разложения минералов связаны с энергией кристаллической
решетки и сохраняют свои значения в разных условиях
вмещающей среды. Потенциалы реакций (в пределах погрешностей
измерений) не зависят от генезиса минералов.
В полиминеральных образованиях с высокой удельной
электропроводностью электрохимические процессы протекают
так, что с увеличением пропускаемого тока первая реакция
начинается на поверхности минерала, потенциал реакции
которого наименьший (катодный или анодный). В этот момент ток
проходит только через названный минерал. При достижении
предельного тока первой реакции к ней присоединяется
следующая реакция. Ее потенциал должен быть больше, чем
предыдущий, но меньше потенциала всех других реакций,
возможных в данной физико-химической системе. Вторая реакция
может протекать на том же минерале, что и первая, или на
другом. С постепенным увеличением тока реакции
последовательно включаются одна за другой на первом, втором и прочих
минералах.
Развитие названных процессов регистрируется в виде
ступенчатой поляризационной кривой, у которой каждая ступень
отвечает отдельному процессу, характеризуемому своими
значениями потенциала ф и предельного тока /пр реакций (рис.
V.U).
Предельные токи электрохимических реакций возникают за
счет накопления продуктов разрушения минералов и конечной
скорости самих электрохимических процессов и зависят от
многих факторов: величины реагирующей поверхности,
концентрации способных к реакции минералов, их текстуры и структуры
132

а
I,Al
РИС. V.l. Поляризационные кривые для экви (квази)потенциальных (а),
неэквипотенциальных вкрапленных (б) и электронопроводящих (в) объектов
в оруденении, влажности вмещающей среды, скорости
увеличения тока при съемке поляризационных кривых и т. д.
Для полиминеральных образований экспериментально
установлено, что величина реагирующей поверхности [186]
S = PnpKlioo/Cl=I»npKuwo/Cn= ... = I»„PKnm/C», (V.1)
где /Пр — предельный ток; С — содержание данного минерала
в полиминеральном объекте; /, //, ..., п — индексы минералов;
Кюо — эмпирические коэффициенты перехода, связывающие
между собой /Пр, 5 и С.
Коэффициенты Кюо учитывают роль текстуры и структуры
минеральных агрегатов, их геометрические особенности,
природу электрохимических реакций, физико-химические условия
протекания процессов и т. д. В реальных условиях значения
Кюо рудных образований разного состава (медно-никелевых,
полиметаллических, медноколчеданных), развитых в различных
районах, часто колеблются в пределах первых десятков
процентов при изменении величины поверхности объектов на три
порядка, содержания минералов — от единиц до многих
десятков процентов. Это позволило установить значения Кюо,
которые для разных процессов и условий измерений могут быть
использованы для определений S или С по величинам /пр с
погрешностью, обычно не превышающей несколько десятков
процентов. Так, для катодных процессов /CKi0o~500 м2/А, для
анодных процессов в обводненных условиях при рН воды <5
/Саюо^ЮО м2/А, в засушливых районах при рН воды >5
/Саюо»200 м2/А.
Погрешности определения S и С можно снизить путем
уточнения величины Кюо для конкретных участков и минералов по
методике, приведенной ниже.
133

Предельный ток реакций зависит от скорости увеличения
его dl/dt во время наблюдений поляризационных кривых:
/Пр = Р1/"^Ш", (V.2)
где р — коэффициент, учитывающий размеры объекта,
текстуру руд и другие факторы.
Пользуясь уравнением (V.2), можно сопоставить
предельные токи реакций для разной скорости записи
поляризационных кривых
/1„р = /"яр^//ЛУ(аШ), . (V.3)
В качестве стандартной скорости записи принята величина
15 мА/с. Приведение наблюденного предельного тока реакции
к его значениям в стандартных условиях осуществляется по
формуле
/nPCT = /npH^15/(a//d/)H) (V.4)
где индекс «н» — для наблюденных значений, индекс «ст» —
для стандартных условий.
В полиминеральных образованиях с пониженной удельной
электропроводностью рассмотренные процессы осложнены
последовательным распределением зон развития реакций от
места подключения внешнего источника тока. Для вкрапленных
образований без электронной связи минералов друг с другом
сложение многих мелких ступеней приводит к «колесообразно-
му» виду поляризационных кривых, переходящих в прямые при
суммарном электрохимическом потенциале фВКр, зависящем от
предельного тока /ВКр (рис. V.1,6). «Колесообразная» часть
кривой описывается степенной функцией
/ = [т/(а//а01/3]ф4/3 (0</</вкР), (V.5)
где т — параметр, зависящий от содержаний вкрапленников
их текстуры и поляризационных свойств.
В билогарифмическом масштабе поляризационная кривая
для вкрапленных образований представляет собой сочетание
наклонной и вертикальной прямых с пересечением в точке фВКр,
/ВКр. Названные параметры служат для характеристики
размеров и содержания вкрапленных объектов. Угловой
коэффициент наклонной прямой, равный 4/3, диагносцирует наличие
вкрапленной текстуры оруденения.
У полиминеральных образований, сохраняющих
электронные связи между минералами, поляризационные эффекты в
связи с неэквипотенциальностью рудных тел, также как и в
случае вкрапленных образований, приводят к «колесообраз-
ным» поляризационным кривым. Они переходят в
вертикальные прямые. «Колесообразная» часть кривой заметно варьиру-
134

ет у разных объектов и описывается функцией более сложной,
чем степенная (рис. V.l,e).
Варианты контактного способа поляризационных кривых.
Наблюдения в методе КСПК можно проводить в основном, увя-
зочном, поисковом и поисково-увязочном вариантах (рис. V.2)
[186].
Результатом измерений КСПК в основном варианте
является поляризационная кривая, записанная в соответствии с
показаниями измерителя токов и измерителя потенциалов, по
которой определяют потенциалы и предельные токи
электрохимических реакций, а по ним — минеральный состав, размеры,
содержание полезных компонентов и запасы рудных тел.
Для измерения контактной разности потенциалов по
границе оруденения в схему полевой установки наряду с питающей
и приемной цепями введена специальная цепь компенсации 5,
измеритель потенциалов 10 (см. рис. V.2). Разность
потенциалов Д£/ между электродом 2 и неполяризующимся электродом
сравнения 12 состоит из искомой величины ф на границе
объекта и суммы разностей потенциалов SAf/r-, возникающих при
прохождении тока через вмещающие породы (Д£/п), по
подводящим проводам (Д£/Пр), на контакте с оруденением (Д£/к)
и т. д.:
д[/ = ф+2Д£Л. (V.6)
Поскольку все значения ДСД- и их сумма 2Д£// линейно
зависят от тока, а ф — нелинейная функция тока, то, прибавляя
к ф+2Д[// новую разность потенциалов компенсации Д£/КОмп>
также линейно зависящую от тока и снимаемую с
сопротивления компенсации 5, можно добиться, чтобы
Д£/ = Ф, (V.7)
если подобрать
|2Д£Л-|=-| Аf/комп |. (V.8)
Это условие можно выполнить неточно, так как при
неполной компенсации величина 2Д£Д—AUKOMn = 8AU линейно
зависит от тока и прибавление функции 6Д£/ к поляризационной
кривой превращает ее прямолинейные отрезки, параллельные
оси тока, в наклонные, оставляя без изменения отрезки,
параллельные оси потенциалов. Благодаря этому, продолжения
наклонных отрезков при разных углах наклона пересекают ось
потенциалов для каждой реакции в одной и той же точке
(рис. V.3), что позволяет правильно определить потенциалы
реакций.
В увязочном варианте (рис. V.2, б) питающий электрод 2
и приемный электрод 2/ контактируют с рудным телом в
разных точках. Обычно съемку поляризационных кривых проводят
135

РИС. V.2. Схемы полевых установок КСПК в основном (а), увязочном (б),
поисковом (в) и поисково-увязочном (г) вариантах:
/ — рудное тело; 2 — скважинный питающий электрод; 2' — скважинный приемный
электрод; 3, 3' — основная и увязочная скважины; 4, 4' — лебедка; 5 — сопротивление
компенсации; 6 — измеритель тока; 7 — включатель; 8 — регулировочное балластное
сопротивление; 9 — вспомогательный питающий заземлитель; 10 — измеритель потенциалов;
//—самописец; 12, 12^, 12^, ... — неполяризующиеся приемные электроды; 13 — узел
гальванической развязки; 14 — переключатель увязочных электродов; 15 — переключатель
неполяризующихся приемных электродов

I,A
РИС. V.3. Beep поляризационных кривых, снятых при разных условиях
компенсации
два раза — сначала в основном, а затем в увязочном
вариантах. Если рудные пересечения в точках контакта электродов
принадлежат одному рудному эквипотенциальному телу, то
снятые поляризационные кривые идентичны. Если электроды
размещены в разных рудных телах, то наблюдаемые
поляризационные кривые существенно различаются.
У неэквипотенциальных рудных тел с электронной связью
минералов при расположении электродов сначала в одном
рудном интервале, а затем в разных частях тела поляризационные
кривые таковы, что у одноименных реакций предельный ток в
увязочном варианте съемки КСПК больше, чем в основном.
Сильно неэквипотенциальные рудные тела имеют много зон,
поляризационные эффекты от которых влияют друг на друга
и приводят к сложным поляризационным кривым, особенности
которых требуют дальнейшего изучения.
У неэквипотенциальных вкрапленных рудных тел
поляризационные кривые, как и у прочих электронных проводников,
различаются при съемке в основном и увязочном вариантах.
Неэквипотенциальные электронопроводящие тела,
сопровождаемые вкрапленностью, характеризуются «колесообразной»
кривой» при совмещенных питающих и приемных электродах и
ступенчатой — при разобщенном положении электродов в
одном теле.
137

При измерениях в поисковом варианте (рис. V.2, в)
предусматривается возможность подключения ко входу измерителя
потенциалов 10 нескольких приемных электродов — 12, 12[, 12й,
... — с помощью переключателя 15. Электроды располагают по
одному или нескольким профилям, а также вдоль стволов
скважин, соседних со скважиной 3.
При изменяющемся положении приемного электрода
сравнения поляризационные кривые могут быть получены при
разной величине сопротивления компенсации (/?КОмп) 5 для
исключения падения напряжения во вмещающих породах на участке
между рудным телом и приемным электродом. Величина /?КОмп
минимальна над рудным телом и растет с удалением от него.
По месту минимума /?КОмп устанавливают положение рудного
тела, а по поведению кривой /?КОмп вдоль линии размещения
электродов сравнения — элементы залегания и форму объекта
(рис. V.4).
Кривая Якомп с точностью до постоянного слагаемого
является обращенной кривой потенциала заряженного тела, и для
ее интерпретации применяют теорию заряда.
В поисково-увязочном варианте (рис. V.2, г) совмещены
подключения измерительных электродов, такие, как в увязоч-
Минерал
\Халькогшрит
Пентландит
V/B
+«*
+о,чо\
\<р,В
VOJJ
\-0,60
\-1,10
Минерал
Пентландит
Пирротин
Халькопирит
Пентландит \
РИС. V.4. Результаты наблюдений КСПК в поисковом варианте:
а —анодные поляризационные кривые для точек 1—6 и катодная £' — для точки 6; б —
план профилей и изолинии /?комп (в Ом): 7, 8 — проекции верхней кромки исследуемого
и соседнего рудных тел, I—VI — профили; в — график Якомп по профилю III—III: 9,
10 — исследуемое и соседнее рудные тела
138

ном и поисковом вариантах одновременно. Внутри рудного тела
питающий и приемный электроды отделены друг от друга,
обычно расположены в разных скважинах или выработках и
подключены к измерителю потенциалов 10 через узел
гальванической развязки 13] вне оруденения приемные электроды
располагают и подключают к измерителю потенциалов так же, как
в поисковом варианте КСПК. Съемка поляризационных кривых
в поисково-увязочном варианте предназначена для определения
состава и элементов залегания неэквипотенциальных
рудных тел.
Помимо вариантов КСПК, различающихся геометрией
размещения приемных электродов внутри и вне оруденения,
существуют другие варианты, отличающиеся принципом
возбуждения процессов, динамическими характеристиками их
проведения и др.
По принципу возбуждения процессов различают
гальванический и потенциометрический варианты КСПК. К первому
относятся случаи возбуждения процессов электрическим током с
регистрацией возникающей контактной разности потенциалов,
соответствующей идущим реакциям [ср = /(/)]. Потенциометри-
ческим называют вариант, когда процессы задаются
контактной разностью потенциалов и регистрируют ток, отражающий
количество реагирующих веществ /=/(ф).
По динамическому признаку или скорости протекающих
процессов (dl/dt — для гальванического и dyjdt — для потенцио-
метрического вариантов КСПК) различают
гальванодинамический (dI/dt = const или по другому закону),
гальваностатический (dl/dt = 0), потенциодинамический (dcp/d/ = const или по
другому закону), потенциостатический (<?ф/(?/ = 0) варианты
КСПК. К настоящему времени наиболее разработан и
применяется гальванодинамический вариант при постоянной
скорости развертки задающего тока. Приведенные выше
поляризационные кривые относятся к съемкам именно этим вариантом
КСПК. Однако и другие варианты КСПК имеют свои
достоинства и недостатки. Так все потенциометрические варианты
обладают существенно более высокой диагностирующей
способностью для регистрации минеральных видов по сравнению
с гальваническими, но вместе с тем гальванические варианты
с большей точностью и меньшей погрешностью, нежели
потенциометрические, характеризуют количественные параметры:
содержание минералов, их запасы, размеры тел.
Поляризационные кривые для каждого из динамических
вариантов КСПК имеют свой вид (рис. V.5). Во всех вариантах
наблюдаемые потенциалы реакций характеризуют минеральный
состав рудных тел. Для количественных оценок служат у
гальванодинамического варианта — предельный ток /пр, у
гальваностатического— предельное время реакции (/Пр), у потенцио-
139

а
Щ
\
А
/1
/'
L -*/W.
i '
I )
I i
i_i
5
i
<
Inp1
1
ftB
0,5 ipW4>3 ip,B
" 2 2
0,5 Ь W Ь ¥>,B О
РИС. V.5. Поляризационные кривые динамических вариантов КСПК:
а — гальванодинамического; б — гальваностатического; в — потенциального; г — потен-
циостатического
метрических — количество электричества, затраченное на
реакцию, — Qnp.
Особым вариантом метода КСПК является циклическая
система наблюдений. Она состоит из гальванодинамической
развертки тока с заданным градиентом dl/dt до значения /max,
обусловленного мощностью станции КСПК и сопротивлением
питающей цепи. Затем ток быстро сбрасывается до нуля или
/mm и осуществляется переход к новому циклу развертки с
прежней скоростью сразу или после промежутка времени tn
с повторением описанных циклов п раз. При времени
деполяризации, обычно превышающем время сброса тока, каждый
новый цикл начинается с некоторого уровня поляризационных
процессов, возможных в данной физико-химической системе и
сохранившихся в недополяризованных продуктах прошедших
реакций. Это равносильно смещению начала записи
поляризационной кривой вдоль оси тока в каждом новом цикле и
вовлечению в процесс поляризации тех реакций, которые были за
пределами /тах в начальном цикле. Тем самым каждый новый
цикл позволяет возбуждать новые процессы и обследовать
новые участки поляризационной кривой.
140

Таким образом, с помощью циклической системы
наблюдений можно при ограниченной мощности аппаратуры и
ограниченном токе обследовать крупные тела, требующие больших
токов, используя одно и то же количество электричества, но
компенсируя недостачу тока увеличением времени его
пропускания. На рис. V.6 показана обычная гальванодинамическая
поляризационная кривая и та же кривая, снятая по
циклической системе с использованием существенно меньшего тока.
Запись процессов отражается совмещением вертикальных
отрезков кривых многих циклов; переходы от процесса к
процессу — разряжением отрезков и увеличением их наклона.
Продолжения отрезков до оси потенциалов в периоды регистрации
реакций отсекают на оси значения потенциалов реакций;
значение п для наиболее пологой кривой характеризует
предельный ток предшествующей реакции.
При циклических наблюдениях предельный ток реакций /пр
достигается при заданном числе циклов тем быстрее, чем
меньше разница между /тах и /пр и чем больше отношение
Imax/Imm=l/R. Это позволяет найти связь между /Пр и п и по
ЧИСЛУ ЦИКЛОВ При ИЗВеСТНОМ К И установленном /Д,тах = /max/Aip
вычислить /пр. Для определения jj,max используют палетку,
приведенную на рис. V.7. Проводя циклические измерения при
разных К и из полученных кривых определяя я, строят кривую
в масштабе палетки. Совмещая полученную кривую с
палеткой, устанавливают jLimax и по нему /пр.
Аппаратура. Для наблюдений КСПК применяют станцию
СПК, пришедшую на смену станции КСПК-1 [16]. Она состоит
из трех функциональных групп: энергетической, аппаратурной,
лебедочной — и смонтирована на трех автомашинах [186].
Станция позволяет вести работы всеми вариантами КСПК,
а также методом БСПК (бесконтактный способ
поляризационных кривых).
Технические характеристики станции СПК
Мощность, кВт 30
Максимальный ток поляризации, А 160
Диапазоны изменения тока, А 0—1,6; 0—16;
0—160
Пределы автоматического задания скоростей
изменения тока, мА/с 0,С025—1600
Число пределов автоматического регулирования тока 30
Диапазоны измерения потенциалов, В 0—0,5; 0—5;
0—50
Число измерительных каналов 12
Номинальные выходные напряжения, В 150; 300
Размер бланков бумаги для регистрации
поляризационных кривых, мм 250x400
Погрешности измерительных преобразователей тока
и потенциалов, % ±2,5
141

Режимы поляризации
гальвано- и потен-
циодинамический
Длина кабеля для контакта с оруденением в
скважинах, м 1000
Диаметры обследуемых скважин, мм 46; 59; 76; 89;
ПО
В состав станции включен блок защиты от промышленных
помех.
Станция СПК позволяет вести работы методами заряда, ВП,
ВЭЗ и некоторыми другими.
Техника полевых наблюдений. Для наблюдений станцию
СПК располагают вблизи исследуемой скважины, ствола шахты
или борта карьера. Кабель от лебедочной группы протягивают
к предполагаемому месту контакта — по скважине, стволу
шахты и т. д. Лебедочную группу присоединяют к аппаратурной
группе, а последнюю — к энергетической группе и
вспомогательному питающему заземлителю, который целесообразно
относить на 300—500 м от места контакта с оруденением вкрест
простирания геологических структур. Важно обеспечить
наиболее низкое сопротивление вспомогательного заземлителя, что
достигается размещением электродов на достаточно большой
площади.
Для выбора места приемного электрода сравнения1 при
съемке в основном и увязочном вариантах КСПК снимают
профиль естественного электрического поля вкрест простирания
геологических структур. Электрод устанавливают в области
нормального поля в противоположном от вспомогательного
питающего заземлителя направлении. При съемке в поисковом и
поисково-увязочном вариантах КСПК приемные электроды
расставляют по системе профилей по возможности за пределами
локальных аномалий естественного поля.
Важная операция — выбор места контакта с оруденением.
Поиск точки контакта по скважине ведут с помощью
многократных измерений каротажа методом скользящих контактов
(МСК) и каротажа КСПК2. Положение контакта намечают
в местах максимума МСК, минимума кривой каротажа КСПК
и положительных значений исходного потенциала рудного тела.
Остановив снаряд КСПК в найденной точке, отключают
поляризующий ток и включают устройство, прижимающее
контактные пружины снаряда к стенкам скважины. Качество контакта
контролируют по значению исходного потенциала и сопротивле-
1 Электродом сравнения служит каломельный или хлорсеребряный неполя-
ризующийся электрод.
2 Каротаж КСПК представляет собой измерение потенциалов
электрохимических реакций на стальном снаряде и рудных минералах с компенсацией
падения напряжения во вмешающих породах.
142

РИС. V.6. Развертка тока (Л) и поляризационные кривые (Б) в
гальванодинамическом (а) варианте КСПК и при циклической (б) системе измерений
1, 2, 3, .... 15— номера циклов
РИС. V.7. Палетка для определения
коэффициента
М-тах и последующего
расчета предельного тока реакции по
результатам циклических
поляризационных наблюдений
к:
/Ь
0,5
12 3 h
10 100 X

нию заземления рудного тела, которое измеряют во время
поиска точки контакта.
Для устройства контакта с оруденением в горных
выработках выбирают участки со сплошными рудами в местах, где
рудные блоки не оторваны от основной массы оруденения
трещинами или полостями. Сплошность руд проверяют визуально и
с помощью тестера. В намеченных для контакта местах делают
перфораторные бурки, в которые помещают шахтные снаряды
или другие электроды, обеспечивающие удовлетворительный
контакт с оруденением.
После расстановки электродов подбирают сопротивление
компенсации и скорость регистрации поляризационных кривых.
Подбор ведется при катодной поляризации путем нескольких
пробных визуальных наблюдений регистрируемых потенциалов
при увеличении тока от 0 до 2—3 А. Первое пробное
наблюдение осуществляют при сохранении сопротивления компенсации
удаленного электрода, которое осталось после отыскания точки
контакта с оруденением и при близких значениях Якомп у
других приемных электродов. Скорость наблюдений определяется
по опыту работ на других участках. Постепенно увеличивая
ток, следят за изменением потенциала по стрелочному прибору
или самописцу. Фиксируя ток на каком-либо значении в
пределах 1 А и манипулируя делителем компенсации, выводят
стрелку измерителя потенциалов в положение «0,1—0,2 В
отрицательнее фисх»- Затем опять увеличивают ток до 2 А, следя за
показаниями прибора и уточняя положение делителя
компенсации, чтобы установленное значение показаний измерителя
потенциалов оставалось примерно постоянным.
Выключив ток, выжидают, пока не установится исходное
значение потенциала тела фисх для каждого из каналов. Как
только исходный потенциал установится, вновь увеличивают
ток, оценивают, постоянно ли значение показаний измерители
потенциалов при увеличении тока, что является признаком
регистрации какой-либо электрохимической реакции. Если
устанавливается постоянное ф (не обязательно на том значении,
которое подбиралось, так как потенциал реакции может быть
больше или меньше выбранного значения), то для данного
случая сопротивление компенсации и скорость наблюдений
подобраны.
Если постоянное ф с увеличением тока не устанавливается,
то повторно подбирают напряжение компенсации, как указано
выше, или меняют скорость записи поляризационных кривых.
Описанные операции повторяют несколько раз, пока не
добьются постоянства значения ф при увеличении тока.
Запись поляризационной кривой начинают включением
развертки тока в питающей линии с одновременным пуском
секундомера. Во время записи оператор выполняет операции: следит
144

за качеством записи кривой; периодически измеряет потенциал
рудного тела, напряжение в питающей цепи; вычисляет и
записывает в журнал сопротивление заземления рудного тела,
сопротивление питающей цепи; отмечает в журнале влияние
внешних факторов, отклонения от заданных масштабов записи по
токовой и потенциальной координатам; вместе с дежурным
дизелистом следит за соблюдением условий безопасного ведения
работ и за рабочим состоянием агрегатов; проводит
приближенный анализ поляризационной кривой, оценивая качество
регистрации реакций и определяя меры по его улучшению для записи
следующей кривой.
После съемки первой поляризационной кривой, коррекции
компенсации и других уточнений питающий ток плавно
снижают до полного выключения. Рудный объект предоставляют
собственной деполяризации — восстановлению равновесных
условий физико-химической системы рудное тело — вмещающие
породы и возвращению ее в исходное состояние за счет
естественного преобразования продуктов реакций. Деполяризация
продолжается до тех пор, пока потенциал оруденения не достигнет
своего исходного значения фИСх. Время естественной
деполяризации примерно равно времени поляризации1.
Повторные наблюдения преследуют цель получить наиболее
четкую раздельную регистрацию на поляризационных кривых
каждого электрохимического процесса и воспроизводимые
значения потенциалов и предельных токов реакций. Число
повторных измерений обусловлено однозначным выделением всех
наблюдаемых электрохимических процессов с соответствующим
определением потенциалов и предельных токов реакций, а
также надежной диагностикой влияния мешающих факторов.
Обычно регистрацию кривых повторяют 3—6 раз (но не
меньше 2) для записи отдельно катодных и анодных процессов.
Время записи кривых колеблется от десятков минут (мелкие
рудопроявления) до нескольких часов (крупные рудные тела),
а иногда и нескольких суток. На запись кривой для рудного
тела средних размеров (первые сотни метров) обычно уходит
3—4 ч.
Анализ поляризационных кривых. Минеральный состав
исследуемых рудных тел определяется путем сравнения
установленных из поляризационных кривых потенциалов реакций с их
табличными значениями для минералов [186].
Для оценки величины поверхности рудного тела, его запасов
и других характеристик (табл. V.1) используют значения
содержания минералов С1, С11, Сш, ..., Сп и мощности рудного
1 Время деполяризации зависит от многих факторов. Оно превышает
время поляризации для вкрапленных руд и меньше последнего для сплошных руд.
10—815
145

Таблица V.!
«Формулы для расчета характеристик рудных тел по измеренным значениям
предельных токов реакций в гальванодинамическом варианте
Определяемая величина
Формулы
Поверхность S
Предельная проекция
Snn и произведение
длины по простиранию 1\
на длину по падению /2
(для линзообразных тел)
Of £j , . . . , On — £,n
IS;
Scp-**S « -^—, где / = 1, П n
S ~ Scp ~ / /
°ПП ~ —~- ~ 4*2
Среднее содержание
минералов в рудном
объекте
CI
^пр^Сц
МН Ср "
Эср
»> ^мн ср —
/"прКц
^ср
Среднее содержание
металлов, входящих в
минералы I, II, ..., п
^*мт ср == ^*мн ср а* > • • • » ^ мн ср = ^ мн ср #Л
(а1 — доля металла в t-м минерале для меди в
халькопирите — 0,33; для свинца в галените —
0,87; для цинка в сфалерите — 0,67)
Соотношение
содержания металлов
^мт ср/^мт ср — ^пр/-* *пр
Объемная масса руды
d= CiMH cpdi + ... +C"MH cPdn +
+ (1-2С/мнср)-2,65
(dl — объемная масса j-го минерала)
Масса или запасы
минералов в весовых
единицах (для
линзообразных тел)
мк
^пр Кюо h d
-.-... М"мн =
InnpKioohd
Масса или запасы
металлов, входящих в
минералы I, II, ..., п
Л^мт = MlMHal,..., Мпш = Мпмн Ф
146

объекта h в месте его пересечения скважиной или горной
выработкой.
Увеличение числа пересечений, равномерно размещенных
в пределах контура, отвечающего Snn, позволяет уменьшить
погрешность определяемых величин S, С1, С11, ..., Сп, М\ Ми, ...„
Мп за счет исключения случаев, когда все величины Сх больше
или меньше их средних, а также за счет уточнения значений
коэффициентов /Сюо, которые можно ввести для каждого
минерала конкретного участка с увеличением числа рудных
пересечений N.
Уточненное значение /С'юо определяется по формуле
Kl\00 = Clcp nScp w/{/'np[l± (Sep n *Smin#)/5mjn #]}> (V-9)
где C'cpn — усредненное содержание компонента i no JV рудным
пересечениям; Sm\n n — систематически заниженное S из всех
определяемых.
Анализ источников погрешностей и практический опыт
показали, что в зависимости от сложности морфологии и
особенностей распределения рудного вещества погрешности определений
снижаются до первых десятков процентов при наличии 5—
10 пересечений (рис. V.8). Для правильной оценки
неэквипотенциальных рудных объектов наблюдения КСПК следует вести
в увязочном варианте, располагая питающий и приемный
контакты в разных рудных подсечениях. Одновременно такие
наблюдения позволят увязать рудные интервалы и
охарактеризовать морфологию рудных тел и структуру месторождений.
Для характеристики вкрапленных объектов используют
значения фвкр И /ВКр.
Содержание вкрапленников Свкр при их более или менее
однородном распределении и близких размерах оценивается по
формуле Свкр«1,8 фвкрДвкр.
Пользуясь этим значением СВКр или установленным другим
способом, вычисляют общую поверхность вкрапленного
образования
SBKP ~ Кш1вкр/Свкр Ж 280 (/вкр/фвкр) 2. (V. 10)
По полученному SBKp оценивают для шарообразных
образований их радиус
Гвкр ^ 4,5/вкр/фвкр, (V. 1 1)
а для линзообразных тел площадь продольной проекции
5пп^5Вкр/2 (V.12)
и возможные линейные размеры
SBkP/2«/iX/2. (V.13)
!()♦ 147

W /// /// S// № №_№МТ0М /» №
I °7
Минерал
Сфалерит
Халькопирит
| Галенит
Пирит
\Халькопирит
~<f,B 1
-0,0д\
♦А/7
+ojz\
ЩВ1
| У;6
\-о,чч
\-QfiZ
\-0,78
И*
\-f,?6
Минерал ]
Пирит |
Халькопирит\
Галенит \
Сфалерит \
Пирит
Халькопиритl
Галенит
РИС. V.8. Результаты наблюдений методом КСПК на стадиях оценки
и предварительной разведки полиметаллического объекта с хорошей
удельной электропроводностью
А — продольная вертикальная проекция: 1—15 — места пересечения проекции
скважинами и номера скважин в соответствии с последовательностью их бурения, 16 — контур
рудного тела. Б — поляризационные кривые, снятые при контакте питающего электрода
в рудном интервале скв. 1: приемный электрод в скв. 1—анодная кривая 17, катодная
кривая 18; приемный электрод в скв. 2 — катодная кривая 19; приемный электрод в
скв 6 — катодная кривая 20; в скв. 9 — катодная кривая 21; в скв. 12 — катодная
кривая 22 (катодные кривые при контакте в рудные интервалы других скважин такие же).
В — содержание меди, свинца и цинка по данным бурения и КСПК; 23 — результаты
химического анализа рудных интервалов: 24, 25 — усредненные значения по мере
увеличения числа скважин N; 25 — по поляризационным измерениям; 26, 27, 28 — содержа-

Области применения КСПК. Контактным способом
поляризационных кривых решаются следующие задачи.
1. Определение минерального состава сплошных и прожил-
ковых рудных тел.
2. Определение величины поверхности и линейных размеров
рудного образования.
3. Оценка среднего содержания полезных компонентов во
всем рудном объекте.
4. Увязка рудных пересечений в скважинах и горных
выработках в одно или несколько рудных тел.
5. Оценка запасов минералов и химических элементов в
рудных объектах.
6. Прослеживание пространственного положения рудных
образований, определение зональности распределения минералов
внутри рудных тел и выявление соседних тел.
Наиболее благоприятные объекты для исследований
КСПК — электронопроводящие руды, составляющие медные,
медно-никелевые, медноколчеданные, свинцово-цинковые, маг-
нетитовые, пиролюзитовые и другие месторождения с
массивной, полосчатой, прожилковой, петельчатой и другими
подобными текстурами.
Использование КСПК для изучения сильно
неэквипотенциальных руд неэффективно.
К числу объектов исследования КСПК относятся также
рудные тела, залегающие в углисто-графитистых толщах, а также
скопления полезных минералов среди пиритовых и пирротино-
вых зон. Обнаружение полезных компонентов возможно при
контакте в пиритовые, пирротиновые и графитовые участки.
Применение КСПК наиболее эффективно на стадиях оценки
рудопроявлений и разведки месторождений.
Основным ограничением в использовании КСПК является
наличие на обследуемых участках промышленных помех,
связанных с несколькими нестационарными движущимися
источниками.
Бесконтактный способ поляризационных кривых
Сущность БСПК. Бесконтактный способ поляризационных
кривых, так же как и КСПК, основан на последовательном
возбуждении электрохимических реакций на границе электроно-
проводящих минералов с влагой горных пород и регистрации
процессов в форме поляризационных кривых. Однако условия
ние меди, свинца и цинка после детальной разведки (больше 50 скважин). Г
—величина поверхности рудного тела. Д — массы (запасы) меди, свинца и цинка, рассчитанные
по данным КСПК с использованием, 1, 2, ..., N скважин; 29, 30, 31, 32 — запасы меди,
свинца, цинка и сумма металлов после детальной разведки (более 50 скважин)
149

возбуждения и регистрации процессов в методе БСПК отличны
от таковых в методе КСПК. Различия обусловлены следующим
[186]:
1) поскольку источники тока, возбуждающие процессы,
находятся вне рудного объекта, то регистрируемые
электрохимические реакции развиваются лишь на части его поверхности;
причем на одной из долей этой части протекают катодные
восстановительные, а на другой — анодные окислительные
процессы, в то время как при контактном возбуждении реакций вся
поверхность объекта функционирует однотипно: либо как
катодная, либо как анодная;
2) по этой же причине ток внутри оруденения,
возбуждающий процессы, является лишь частью общего регистрируемого-
тока, протекающего через питающие электроды;
3) поскольку приемные электроды, регистрирующие
процессы, находятся вне рудного тела, то начало записи кривых
относится не к исходному потенциалу оруденения, как в КСПК,.
а к произвольному началу координат и регистрируются не
потенциалы электрохимических реакций <р, а кажущаяся разность
потенциалов реакций Дсрк, представляющая собой разность
потенциалов реакций на реагирующей поверхности, уменьшенную
за счет расстояния между последней и точкой наблюдения.
Таким образом, поляризационные кривые БСПК
принципиально отличаются от поляризационных кривых КСПК и при
своем анализе требуют:
1) выделения из суммарных катодно-анодных кривых
участков, отражающих только катодные или только анодные
процессы;
2) перехода от устанавливаемых по кривым кажущихся
значений Дфк к истинным значениям Дф на реагирующей
поверхности;
3) перехода от значений разности потенциалов реакции Дф
к самим потенциалам реакций ф, служащим для определения
минерального состава руд;
4) перехода от значений предельных токов реакций,
выраженных в единицах общего тока /ПробЩ, к значениям в
единицах внутреннего тока (/ПрвнУт), текущего через оруденение.
Чтобы совершить указанные переходы в составе работ
методом БСПК, необходимо выполнить дополнительные операции,
отсутствующие в методе КСПК.
Исследования методом БСПК состоят в том, что через два
токовых электрода, расположенных во вмещающей среде,
пропускается электрический ток с постепенным его изменением
(увеличением). С помощью двух измерительных электродов,
один из которых расположен в удалении от исследуемого
участка, а другой перемещается вдоль линий наблюдений по
наземным профилям или скважинам, для каждой точки наблюдения
150

измеряют нелинейные изменения потенциалов в зависимости от
изменений тока в токовой цепи, т. е. снимают поляризационные
кривые. По поляризационным кривым определяют кажущуюся
разность потенциалов реакций Дфк и предельный ток /пробщ
каждой реакции. По распределению кажущейся разности
потенциалов реакций устанавливают положение реагирующей
поверхности и самого рудного тела, а также значение разности
потенциалов реакций Лф на границе оруденения. Значения Дф
служат для отыскания потенциалов тел. По значениям кажущихся
предельных токов реакций /пробщ вычисляют приближенные
размеры рудного объекта, а также содержание и запасы в нем
полезных компонентов.
Природа электрохимических реакций на рудных минералах,
возбуждение процессов на полиметаллических образованиях,
техника измерений нелинейных изменений разностей
потенциалов — такие же, как в методе КСПК. Ниже рассмотрены
специфические явления, связанные с БСПК.
Для возбуждения электрохимических реакций необходимо,
чтобы хотя бы часть общего тока /общ попала внутрь
поляризуемого тела. Это значит, что разность электрического
потенциала At/ на концах тела должна быть больше разности
потенциалов реакций на реагирующих поверхностях по обе стороны
тела, Д£/>фА—фк = 6Аф. Так как, в свою очередь, AU не может
быть меньше произведения напряженности поля Е на длину
тела I вдоль направления тока, то условие для протекания тока
через исследуемое тело — £7>6Дф.
Отсюда вытекает целесообразность ориентации
возбуждающего тока при наблюдениях БСПК по простиранию оруденения,
позволяющей достигнуть возбуждения реакций при наименьших
возможных токах и энергетических затратах.
Изучение развития электрохимических реакций на
реагирующей поверхности рудных тел разных форм при бесконтактном
возбуждении показало, что в основном действующим объектом
является не вся рудная линза, а лишь ее верхняя часть в виде
цилиндра.
Многие объекты БСПК можно представить в виде
цилиндров с реагирующими торцевыми поверхностями с эффективным
радиусом аЭф. Воспользовавшись известным выражением для
потенциала двойного слоя, найдем приближенное решение для
распределения значений Дфк отдельных реакций [186]:
Дфк = Дф(1— ГОТн/Уг2отн+1), (V.14)
где г0тн = г/аЭф\ г — расстояние от центра реагирующей
поверхности до точки наблюдения, г=Уг2н + Я2; гн — расстояние в
горизонтальной плоскости от эпицентра реагирующей поверхности
до точки наблюдения; Н — глубина реагирующей поверхности
(объекта).
151

Соответственно для цилиндрических тел связь между общим
током /общ и током внутренним /внут при симметричном
расположении тела между питающими электродами имеет вид
/внут = /Я эф/общ/^О2 — бфЯЯэф/р, (V. 15)
где Го — расстояние от реагирующей поверхности до питающего
электрода; бср — разность потенциалов реакций по обе стороны
тела; р — удельное сопротивление вмещающей среды.
Приведенное соотношение отражает связь между
кажущимся предельным и общим (/пробщ) и внутренним (/ПрвнУт)
токами реакции.
Аппаратура, методика и техника полевых работ. Для работ
методом БСПК используют станцию СПК (без лебедочной
группы), характеристика которой приведена выше.
Полевая установка БСПК представляет собой два питающих
заземлителя и серию приемных линий, включающих общий
неподвижный неполяризующийся электрод и линии подвижных
неполяризующихся электродов. Установки размещают на
подготовленной топооснове, состоящей из размеченных профилей
на обследуемом участке. Питающие заземлители чаще всего
представляют собой линии, вытянутые вкрест простирания
геологических структур и профилей, состоящие из обрезков
буровых труб, закопанных в канавы. Последние удобно
прокладывать с помощью небольшого плужка (стандартного или
самодельного), присоединенного к одной из автомашин станции.
Заземлители стараются сделать с наименьшим сопротивлением
для получения от станции максимального тока. Для
наибольшего тока, обеспечиваемого станцией (160 А), сумма
сопротивления заземлителей должна быть 0,3—0,5 Ом. Подвижные
приемные электроды расставляют через 50—200 м, в среднем через
100 м, с небольшой последующей детализацией. Поскольку
в станции СПК предусмотрено 12 каналов, то приемные
электроды последовательно перемещают по размеченным точкам
заданных профилей. Подвижный неполяризующийся электрод
выносят перпендикулярно к профилям по линии,
расположенной в центре между питающими электродами, на расстояние
2 км и больше.
Разнос питающей линии зависит от размеров объекта в
плане и его глубины. В современной практике чаще всего
используют разносы в 600—1200 м при таком размещении подвижных
приемных электродов внутри и вне питающей линии, чтобы на
профиле было 12 точек. Наблюдения БСПК ведут по
нескольким профилям: центральному — через центры питающих
заземлителей, а также боковым — через 100—200 м. Часто
используют 5 профилей через 100 м, общая площадь установки
составляет 0,4—0,5 км2.
152

Различают начальную и последующие установки БСПК.
Начальной установкой стремятся охватить весь участок, заданный
для работ БСПК, чтобы получить наиболее общую информацию
о наличии оруденения, зон проводимости, числе рудных тел,
присутствии вкрапленного оруденения и т. д. Последующие
установки размещают так, чтобы получить наиболее рельефные
поляризационные кривые для каждого объекта в отдельности,
с учетом неблагоприятных факторов в виде влияния
вкрапленности, проводящих тектонических зон большой глубины
залегания и пр. Для усиления четкости эффектов используют
асимметричное размещение питающих электродов относительно
краевых частей оруденения, а также варьируют разносами.
Во многих случаях скорость съемки поляризационных кривых
5 мА/с удовлетворительна. Однако при весьма «растянутом»
переходе от одной реакции к другой скорость съемки следует
увеличить и, наоборот, уменьшить, при резком изменении Афк.
Важнейшее условие удовлетворительной регистрации
кривых и их правильного понимания — соблюдение времени
деполяризации. Неполная деполяризация исключает
воспроизводимость поляризационных кривых и приводит к ложным
заключениям. Во многих случаях время деполяризации равно времени
поляризации. Появление эффекта невоспроизводимости
результатов наблюдений указывает на необходимость увеличения
времени деполяризации.
Наблюдения БСПК необходимо вести при максимальном
токе поляризации. В первую очередь его достигают за счет
снижения сопротивления питающей цепи соответствующим
устройством питающих заземлителей и параллельных линий питающих
проводов. Возможно последовательное соединение
энергетических групп нескольких станций СПК. При отсутствии
возможностей группирования станций следует применить циклическую
систему наблюдений.
В состав полевых наблюдений БСПК входят необходимые
измерения для исключения влияния мешающих факторов, как
тех же, что и в КСПК, так и специфичных. К последним
относятся следующие.
1. Влияние поляризации ионопроводящих сред. Отмечаемый
эффект иногда оказывается соизмеримым с эффектами от
рудных объектов и требует исключения. Диагностический признак
рассматриваемого эффекта — наличие у поляризационных
кривых начальный части, представляющей собой функцию,
убывающую от питающих электродов и аппроксимируемую возле
начала координат зависимостью ф = а/. Учет этой зависимости
позволяет исключить влияние поляризации ионопроводящих
сред.
2. Сближенные с рудами ионнные проводники увеличивают
значения предельного тока и создают опасность завышения ко-
153

личественных оценок, поэтому необходимо эти проводники
выявлять и определять их положение в пространстве. По
имеющемуся опыту, при наличии названных проводников
наблюдаемые предельные токи следует уменьшить в 2 раза.
3. Влияние бедных вкрапленных зон, которое выражается
в искривлении соответствующих частей поляризационных
кривых, аппроксимирующихся степенной функцией с
показателем 4/3. С помощью этой функции диагностируют
соответствующие вкрапленные зоны и исключают эффект вкрапленности из
снятых суммарных кривых.
Анализ поляризационных кривых. Полученные, а также
исправленные кривые подлежат анализу и обработке [186].
1. Учитывая направление тока, для каждой краевой части
оруденения выделяют свои катодные и анодные процессы
(рис. V.9).
2. Для каждого процесса строят в плане графики Афк,
максимумы которых указывают на положение и протяженность /
рудного объекта и положение эпицентров реагирующих
поверхностей.
3. Пользуясь сторонним определением Я (методами ВП и
ЕП) или используя кривую Афк (ги) для какого-либо из
процессов, устанавливают приближенное значение Я.
4. По известным гн и вычисленным Я получают значения г.
5. По снятым с поляризационных кривых значениям Афк и
вычисленным г строят для каждого процесса в билогарифми-
ческом масштабе функцию Афк (г).
6. С помощью палетки Афк/Аф=1—готн/^г2ОТн+1 для
каждого процесса находят значения Аф и аЭф.
7. Сопоставляя полученные Дф с табличными, находят
минералы, отвечающие двум смежным процессам. Результат
определения состава по катодным процессам проверяют и
контролируют по результату определения состава по анодным
процессам.
8. Зная, что потенциал катодной реакции на пирите —0,5В,
и то, что для глубокозалегающих тел это первая катодная
реакция, вычисляют потенциал второй катодной реакции фп =
= —0,5+Дф1-11. Затем вычисляют фш и т. д.
9. Подставляя /првнут в известную формулу S = KwoInp/C
и учитывая, что 5 = 2яа2Эф, получают содержание
соответствующих компонентов с каждой стороны тела у реагирующих
поверхностей:
С « (Кюо/2) (f/пробщ/яго2 —бф/р). (V.16)
Аналогично оценивают запасы (М) других тел:
М « (Kioodph/r) (/аэф/пР общ//*о2 — бфяаэф/р), (V. 17)
154

I,A
100
50
поп -
НА
ft В
АК К/
'2
Ш Ь
_
А АК АК КЛ АК КА АК М АК КА АК КА КА АК КА АК
| ii inn in iiiii л
А
f 0 1
\
\
\\
9 L
\
1
' <
'
\
' 5 1
|\
/
? ;
1
АК КААК АККА АККААККААККА
IIII 1 1 1 1
i/ I
| в
г 8 9 10 11 12 13 1
V
2 1 1 1 г
/ 1 1 1 г
4 IF U т •
-h- -3 -Z -1
-/-. j 1 г
-2п 1 1 г
г w~z
w
Г,П
i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1—
г 1 1 1 i г 1 1 Т""Т""Г
О 1 Z ' 3 Ь 5 6 7 8 9 Ю
i i i " i l i~"T"*T 1 1—
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1—
ю'1 /о'2 ю~1 w~z
1
1
^^ Z
~п 1 J 1—
] J— J 1
// 12 k 14
—1 ) 1 1—
—1 1 1 1—
/0~fAyK,nB
i
3
100m
CZn -Bf8°/o Cin-7,7%
РИС. V.9. Результаты наблюдений БСПК по оценке и разбраковке
аномалий ВП:
а — план участка с изолиниями аномалии ВП; б — поляризационные кривые до П'Р О
(КА — при направлении тока слева направо, АК — при направлении тока справа
налево); в — план графиков Афк; г — определение с помощью палетки значений Аф и а.^
для катодного (/) и анодного (2) процессов на левой стороне тела и катодного (3)
процесса на правой стороне тела; д — положение точек определения по ПР 0 и оценки
содержаний руд на левом и правом флангах верхнего горизонта рудного объекта

где h — мощность рудной линзы; dp — объемный вес (обычно ~
~3 г/см3); /Сюо — коэффициент перехода, 100—200 м/А.
По найденным /, /пРобщ, /"о, бср и известному р находят С для
каждого компонента и соответствующей части оруденения, а
также M/h и приближенное М, если сторонним путем можно
оценить h.
Области применения БСПК. Бесконтактным способом
поляризационных кривых решают следующие задачи.
1. Дистанционное определение минерального состава
верхней части сплошных и прожилковых рудных тел.
2. Определение положения и размеров тел по простиранию.
3. Приближенная оценка содержания и запасов верхней
части рудных объектов со сплошной и прожилковой текстурой.
4. Разбраковка геофизических и геохимических аномалий.
5. Выявление промышленных объектов в перспективных
минерализованных зонах.
Благоприятные объекты для метода БСПК — те же, что и
для метода КСПК. На существующей стадии разработки
метода его применение ограничено на территориях с
промышленными помехами по отношению к объектам, содержащим (и
окруженным) значительную вкрапленность пирита и других
подобных минералов, а также для обнаружения и оценки весьма глу-
бокозалегающих объектов. Достигнутая глубинность метода
~200 м, но в будущем может быть увеличена до 1000 м
и более.
§ 14. МЕТОД ЧАСТИЧНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Метод частичного извлечения металлов (ЧИМ) основан на
растворении минералов горных пород и руд под действием
электрического тока, перемещении (миграции) растворенных
заряженных компонентов в поле электрического тока и накоплении
элементов в точках наблюдения [186].
Суть метода заключается в следующем. От внешнего
источника электрической энергии через горные породы с помощью
системы электродов пропускают постоянный электрический ток.
Часть электродов оборудуют как приемные устройства (элемен-
топриемники), обеспечивающие накопление извлеченных
элементов, в том числе ионов металлов. Сконцентрированные
в элементоприемниках элементы периодически анализируют.
По результатам анализа строят зависимости массы каждого
накопленного элемента т от времени t — геоэлектрохимические
годографы, по которым определяют время поступления
элементов г и скорости их накопления Am/A/. По изменению в
пространстве скорости накопления элементов судят о распределении
их в горных породах. Скорость накопления служит для харак-
156

теристики содержания элементов в породах и рудах, а по
времени поступления элементов находят расстояния от мест
накопления до оруденения.
Особенности электрохимического растворения металлов.
Миграция и концентрирование элементов в электрическом поле-
Растворение минералов с металлической связью атомов
происходит в результате электродных реакций (см. § 13).
Минералы с ковалентной и ионной связью атомов имеют
различные механизмы растворения. Одно из различий —
смещение растворения между твердой и жидкой фазой за счет
привноса током в поровое пространство ионов, образующих
с компонентами твердой фазы легко растворимые соединения.
Ионы натрия, хлора и некоторых других элементов обычно
способствуют растворению карбонатов и силикатов. Наоборот,
поступление ионов железа и С032~ чаще обусловливает
образование новых соединений в твердой фазе, которые заполняют
поровое пространство и приводят к сужению и зарастанию пор..
Общий характер растворения сходен для разных минералов и
горных пород. Все минералы подвержены растворению.
Кремний преимущественно оказывается в анионной форме, кальций,,
магний, железо, медь, свинец, никель и другие металлы —
в катионной форме. Однако 20—30% перечисленных металлов;
нередко находится в форме анионов. Процесс растворения
интенсифицируется во времени, вызывая при постоянной
напряженности поля увеличение разрушения минералов. Наиболее-
легко в подвижное состояние переходят компоненты из
минералов акцессориев, образовавшихся в поздние стадии образования;
пород и находящихся в низкой концентрации. Компоненты
породообразующих минералов, присутствующие в
макроконцентрациях, наоборот, оказываются более закрепленными.
Возникающие в результате растворения твердой фазы ионы
металлов перемещаются в соответствии со знаками их зарядов,
к внешним источникам поля. Скорости движения ионов
пропорциональны их подвижности и напряженности электрического»
поля, а также зависят от свойств среды, пористости, влажности,
концентрации порового раствора и т. д. Чем больше влажность
и концентрация солей в растворе, тем выше скорость
заряженных частиц, что связано с дополнительным эффектом:
циркуляцией поровых растворов при прохождении электрического тока.
Накопление веществ происходит в местах взаимодействия;
перемешающихся ионов с вмещающей средой и на участках
пониженной напряженности поля. Наиболее интенсивно
накопление в приэлектродном пространстве и на электродах, через
которые электрический ток вводится в землю. Для обеспечения
концентрирования ионов у электродов, последние должны быть
специально оборудованы как элементоприемники (ЭЛПР)..
157

Обычно ЭЛПР представляет собой сосуд с металлическим
стержнем и исходным раствором электролита, который через
пористую мембрану контактирует с вмещающей средой.
Стержень присоединяется к источнику тока. Элементоприемник для
каротажных наблюдений оснащен специальными кольцами
в верхней и нижней его частях, обеспечивающими частичную
герметизацию скважинного пространства в объеме, где
происходит извлечение металлов. Это обеспечивает повышение
выхода металла по току. В составе исходного раствора ЭЛПР
должны отсутствовать извлекаемые элементы, а также ионы,
образующие с исследуемыми компонентами нерастворимые
соединения и блокирующие поступление искомых элементов в ЭЛПР и
его окрестностях. При извлечении катионов металлов для
предотвращения блокирующего действия ионов гидроксила,
возникающих в ЭЛПР в катодном процессе, исходный раствор
подкисляется кислотой с анионом, образующим хорошо
растворимые соединения с катионами металлов. В основном применяют
азотную кислоту.
Для исключения кислотного выщелачивания пород за счет
диффузии из ЭЛПР ионов водорода, обусловленных добавкой
кислоты, для каждого элементоприемника подбирают
критическую плотность тока /кр, обеспечивающую удержание ионов
водорода в ЭЛПР. Критическая плотность тока /кр определяется
по формуле
/кр>ЯмСь (V.18)
где С\ — концентрация кислоты в элементоприемнике, г-экв/л;
/См — коэффициент, характеризующий параметры мембраны
ЭЛПР, для пергаментных мембран /См = 25 мА/(см2-г-экв).
Накопление элементов в элементоприемниках
характеризуется геоэлектрохимическим годографом. Для однородной среды
годограф имеет вид прямой (рис. V.10,а). При наличии оруде-
нения во вмещающих породах к начальной прямой
прибавляется вторая ветвь годографа, с угловым коэффициентом dm/dty
пропорциональным содержанию извлеченного компонента в
рудах (рис. V.10, б). В общем случае для многослойных сред
годограф состоит из нескольких ветвей, каждая из которых
отражает процессы в соответствующей среде. В реальных условиях
первая ветвь годографа отвечает извлечению элементов из
гипергенных ореолов, а вторая и иногда третья — из гипогенного
ореола и самого оруденения. Вариант наблюдений методом
ЧИМ с полной регистрацией двух или трех ветвей годографа
назван основным.
Для ускоренного выявления обогащенных зон полезно
использовать первую ветвь годографа, отвечающую гипергенному
ореолу. Такой вариант наблюдений получил название ореоль-
ного.
158

РИС. V.10. Схематический геоэлектрохимический годограф для однородной*
породы (а) и пород, включающих оруденение, (б)
Частный случай основного варианта метода ЧИМ —
каротажный, при котором вторая ветвь годографа соответствует
извлечению элементов из стенок скважин.
К настоящему времени реализованы два варианта метода
ЧИМ — ореольный и каротажный.
При наблюдениях в ореольном варианте в элементоприем-
ники сначала поступают элементы, находившиеся в почве в вод-
норастворимой форме, а затем элементы, присутствующие в
более закрепленных формах: сорбированных, металлоорганиче-
ских и др. В зависимости от времени пропускания тока и
напряженности электрического поля в элементоприемнике будут-
накоплены элементы в различных формах нахождения.
Поскольку при образовании вокруг оруденения вторичного
ореола рассеяния миграция элементов происходит в подвижных вод-
норастворимых формах, то с элементами в подвижных формах
связана наибольшая информация о глубокозалегающих
объектах. Селективное электрохимическое извлечение элементов,
находящихся в подвижных формах, позволяет выявить глубокоза-
легающее оруденение в условиях, когда по общему валовому
количеству элементов руды не выделяются.
При каротажных наблюдениях извлечение металлов
осуществляется из твердой фазы, представленной сульфидами или
другими формами нахождения элементов с преимущественно
электронной проводимостью.
Аппаратура
Практическая реализация метода ЧИМ в ореольном и
каротажном вариантах осуществляется с помощью станции
чим-к.
15*


Энергетическая группа
Лабораторная группа]
Блоки
вторичного
электропи-
Химическая
лаборатория
дстмогательЛ
ное
оборудование

Вспомогательный питающий
заземлитесь
Лебедочная
группа
Скважинные
злементопри-
Наземные
элементопри-
РИС. V.11. Структурная схема станции ЧИМ-К
Станция ЧИМ-К состоит: из аппаратурно-лабораторной
установки с комплектом электроприемников и соединительными
косами, смонтированной на автомобиле ЗИЛ-131 в кузове
СГК-131-01, имеющей размеры 6970X3050X2500 мм, массу
S050 кг; подъемника ПК-2 (на автомобиле ЗИЛ-131А)
размерами 6900X3020X2500 мм и массой 9200 кг; электростанции
ЭСД-Ю-ВС/230-М (на одноосном прицепе) размерами 3250X
X 2090X1160 мм2, массой 1720 кг.
Структурная схема станции ЧИМ-К приведена на рис. V.11.
Основные технические характеристики станции ЧИМ-К
Мощность электростанции, кВт 10
Число каналов извлечения
а) в ореольном варианте 40
б) в каротажном варианте 19
Длина исследуемых профилей, м 780
Глубина исследуемых скважин, м до 1000
Диаметр исследуемых скважин, мм 46—112
Выходной ток канала извлечения, А
а) в ореольном варианте 0,05—1
б) в каротажном варианте 0,05—2
(устанавливается
дискретно через
0,01 А)
Выходное напряжение канала извлечения, В . 20—400
(устанавливается
дискретно через 4)
Точность установки тока и напряжения, % ±5
Нестабильность тока и напряжения, % ±2
Функциональная электрическая схема источника вторичного
электропитания канала извлечения приведена на рис. V.12.
J60

Техника полевых наблюдений
Общая схема полевых работ при ореольных и каротажных
наблюдениях методом ЧИМ: установка элементоприемников на
профиле или в скважине, выбор и настройка электрического
режима извлечения металлов, электрохимическое извлечение
металлов, опробование содержимого элементоприемников,
химический анализ проб элементоприемников.
В ореольном варианте метода элементоприемники
устанавливаются по профилю. Для соблюдения равных условий
извлечения металлов все элементоприемники устанавливают в один и
тот же почвенный горизонт в пределах одного профиля
(участка). Стандартный шаг между элементоприемниками 10—20 м.
В каротажном варианте элементоприемники подсоединяют
отдельно к каждой жиле кабеля. Число элементоприемников
определяется количеством жил в кабеле. Шаг между
элементоприемниками зависит от решаемой геологической задачи.
Наиболее употребительный шаг — 2 м.
Большинство ионов металлов извлекается в катионной
форме. В этом случае элементоприемники делают катодами, а
вспомогательный заземлитель — анодом.
При катодном режиме в элементоприемники заливают
раствор кислоты, в качестве электрода используют титановый или
другой электрод, не содержащий искомые ионы металлов.
Концентрацию кислоты рассчитывают по формуле
Cp = K>xiW(VnMi), (V.19)
где Koxi — электрохимический эквивалент водорода, равный
0,037 г/(А-ч); / — ток, A; t — время, ч; п — основность
кислоты; V — объем раствора, л; М—молекулярный вес
реагирующих на электроде ионов, г.
При извлечении молибдена, вольфрама и ряда других
элементов элементоприемники делают анодами, а вспомогательные
заземлители — катодами. В этом случае в элементоприемники
заливают раствор щелочи, а в качестве материала для
электрода используют алюминий или платину. Алюминиевый электрод
для предотвращения от загрязнения раствора гидроокисью алю-
-220Q
А
и!
ФЖ
Eh
1 СУ 1
ФН
Г1
ЖР
РИС. V.12. Функциональная электрическая схема источника электропитания
канала извлечения:
Bi — первый выпрямитель; И — инвентер; В2 — второй выпрямитель; Ф — фильтр; ФИУ —
устройство фазоимпульсного управления; СУ — усилитель сравнения
11-815 161

гательным заземлителем; д — каротажная установка (общая схема и коса), / —
источник питания; 2 — элементоприемник; 3 — вспомогательные электроды; 4 — скважины; 5 —
проекции рудных зон на поверхность; 6 — рудные тела
миния, образующейся при электродном процессе, помещают
в пергаментную капсулу.
Концентрация щелочи определяется по формуле (V.19), где
Кэх i — электрохимический эквивалент гидроксила, равный
0,63 г/А; п — основность щелочи.
При наблюдениях в каротажном варианте для повышения
выхода металла по току в элементоприемнике должна
применяться слабоконцентрированная кислота (в частности,
уксусная), что обеспечивает автоматическое соблюдение условий
уравнений (V.18) за счет постепенной диссоциации кислоты.
Применяющиеся схемы полевых установок метода ЧИМ
показаны на рис. V.13.
Электрохимическим параметром, определяющим
электрохимическое извлечение элементов при ореольных наблюдениях,
является напряженность поля вокруг ЭЛПР. В одном и том же
районе для обнаружения объектов одного и того же типа
требуемые напряженности поля £р и время извлечения t
сохраняются постоянными для различных участков. Величины Ер и t
находят экспериментальным путем при режимных
наблюдениях. Выбранные параметры (£р и t) принимаются за исходные
для исследования новых площадей и корректируются при
необходимости по результатам выполненных наблюдений. ♦
Операция настройки режима проводится следующим
образом: при напряжении 25—35 В измеряют токи (/и) в элементо-
162

приемниках и напряженность поля (£и) на расстоянии 0,2—
0,3 м по радиусу от ЭЛПР. Измерения £и проводят двумя
титановыми электродами с помощью высокоомного вольтметра.
По значениям Еи и /и рассчитывают удельное сопротивление
(рк) пород.
При одинаковых значениях удельного сопротивления около
разных ЭЛПР задается одна и та же Ер для всех элементо-
приемников. При различных значениях рк Ер задается
дифференцированно по эталонным графикам т(Ер), полученным при
режимных наблюдениях, для соответствующих значений рк.
Величина Ер устанавливается и далее поддерживается в процессе
извлечения металлов путем изменения тока /р в каждом ЭЛПР.
В каротажном варианте основной нормирующий параметр
электрохимического извлечения — плотность тока или ток,
протекающий через ЭЛПР и руду на ее границе с буровым
раствором. Установлено, что для электрохимического растворения
сульфидных минералов удовлетворительным режимом являются
плотность тока на стенках скважины 5—30 А/см2 и время 1—
2 ч. Однако в каждом конкретном районе для определенного
типа руд и геоэлектрохимического разреза указанный режим
извлечения должен быть уточнен. Для этого в обследуемом
районе выбирают скважины, имеющие рудные интервалы с
различной текстурой руд: от сплошных до бедно-вкрапленных.
Характеристика текстурных типов минерализации
устанавливается по каротажным наблюдениям методом скользящих
контактов (МСК) или плотностного каротажа. Она служит для
выбора интервалов токового воздействия при электрохимическом
извлечении элементов, а затем для количественного определения
их содержания. На выбранных скважинах проводят режимные
наблюдения при различных плотности тока и времени его
пропускания. По результатам измерений для каждого текстурного
типа руд устанавливают / и t, обеспечивающие воспроизводимые
результаты извлечения элементов в области прямой зависимости
извлекаемых масс от тока и времени. С выбранными
параметрами проводят обследование новых скважин.
Опробование элементоприемников осуществляют после
отключения тока. Пробы раствора электролита из ЭЛПР
отбирают в чистые пробирки или другие сосуды, соответствующие
объему раствора элементоприемника.
Каждая проба маркируется и затем поступает на анализ,
который проводят в лаборатории станции с помощью известных
или специально разработанных методик. Для ускорения
анализа создан полевой полярограф ППЛ-1. С близкими
характеристиками промышленностью выпускается полярограф ПУ-1.
По данным анализа строят графики по отдельным профилям
или по обследуемой площади в целом, а также вдоль стволов
скважин.
И*
163

Применение метода ЧИМ
Рудные объекты методом ЧИМ в ореольном варианте
выделяются по повышенным (аномальным) значениям масс
извлеченных металлов. Аномалии ЧИМ отличаются рядом
особенностей: они занимают площадь в контурах проекции выхода
рудных объектов на поверхность земли и интенсивность аномалий
слабо или вовсе не зависит от глубины залегания рудных
залежей. Это позволяет обнаруживать глубокозалегающие
объекты. По имеющемуся опыту, руды выявляются с глубины 500—
600 м, под рыхлыми отложениями мощностью 150—200 м.
Интенсивность аномалий, соответствующая максимальному
извлечению массы металла при прочих равных условиях
пропорциональна содержанию металлов в рудном объекте. Для ее
использования при интерпретации аномалий следует для каждого
металла и соответствующего региона построить графики
зависимости между содержанием металла в рудном теле и
потенциальностью аномалий, по которым можно приближенно оценить
содержания элементов в источнике аномалий в коренных
породах.
В каротажном варианте ведут прямое определение
вещественного состава и положения рудных интервалов по скважинам
путем непосредственного электрохимического извлечения
металлов из руд. Содержания элементов находят по формуле
Ci = PmilJ^mh (V.20)
где Ci — концентрация металла i в руде; mi — масса извлечен-
п
ного металла; S т\ — общая масса п извлеченных металлов;
Р — коэффициент извлечения, устанавливается для
исследуемого района опытным путем для каждого элемента и каждого
текстурного типа руд. Этот коэффициент может быть
представлен в виде произведения двух самостоятельных коэффициентов:
коэффициента, связанного с природой электрохимического
извлечения металлов г эх и> и текстурного коэффициента Рт,
характеризующего долю сульфидных минералов во всем рудном
интервале.
Текстурный коэффициент определяется с помощью кривых
извлечения, получаемых методом ЧИМ. По кривой извлечения
металлов высчитывается суммарная длина аномальных
интервалов 2А/а, определяемых по линии, соответствующей половине
интенсивности аномалий, и относится к общей длине
обследуемого интервала /общ. Для сплошных руд общая масса
извлекаемых металлов достигает 80—100%, для прожилково-вкрап-
ленных — 45—80%, вкрапленных — меньше 45%.
164

Погрешность определения текстурного коэффициента
составляет — 30%.
При определении текстурных коэффициентов можно
использовать также данные стандартного каротажа (МСК, МЭП
и др.). Коэффициент электрохимического извлечения Кжи
определяют эмпирическим путем. Для этого проводят опытные
работы на рудах различной текстуры и определяют массы
извлеченных металлов. В частности, для руд полиметаллического
состава определяют долю каждого металла (меди, свинца, цин-
п
ка) в общей массе извлеченных металлов Ш//2/П/, где /П/ —
п
масса х-го элемента; 21 т}- — сумма масс п элементов (в данном
случае меди, свинца, цинка). Электрохимический коэффициент
извлечения рассчитывается по формуле
Лхи= (с, 2 т>) /[(з с1 У'} (v-21>
где С/ — концентрация /-го металла, отнесенная к сумме масс п
металлов в сульфидной части руды. Установлено, что
коэффициенты электрохимического извлечения по каждому металлу
для различных типов руд характеризуются стандартным
отклонением, не превышающим 20—25%.
Объектами изучения методом ЧИМ могут быть руды
любого состава и текстуры. Имеется положительный опыт
применения при поисках золоторудных, оловорудных, молибденовых,
вольфрамовых, полиметаллических, свинцово-цинковых, медно-
порфировых, медно-никелевых месторождений. Небольшой опыт
есть при поисках месторождений нефти. Применение метода
ЧИМ для поисков рудных месторождений других типов требует
первоначальной отработки режимов электрохимического
извлечения соответствующих элементов и разработки методик
анализа проб на определенные элементы.
Метод ЧИМ в ореольном варианте целесообразно применять
в комплексе с геохимическими, геофизическими методами и
картировочным бурением на стадии детальных работ в
масштабах 1 : 10000 и крупнее (1 :5000— 1 :2000), а также по
отдельным профилям при общих поисках масштабов 1:5000 —
1 : 50 000 для:
1) обнаружения глубокозалегающих рудных объектов, в том
числе под покровом рыхлых и коренных отложений мощностью
500 м и более;
2) прослеживания рудных тел на флангах месторождений;
3) разбраковки геофизических аномалий путем определения
вещественного состава обнаруженных объектов.
165

металлическими рудами. / — рыхлые отложения; 2 — карбонатные породы; 3 — углисто-
графитовые сланцы; 4 — пирит и зоны пиритизации; 5 — рудные тела
полиметаллического состава; 6 — графики извлечения железа; 7 — графики извлечения свинца
Выявленные методом ЧИМ аномалии (рис. V.14)
проверяются бурением. Комплексное использование методов ЧИМ,
метода поиска по формам нахождения (МПФ) и картировочного
бурения позволяет снизить объемы буровых работ при поисках
на закрытых территориях на 40—50%.
Ограничения в применении метода ЧИМ в ореольном
варианте связаны с рядом условий:
— высокой минерализацией почвенных растворов, когда
удельное сопротивление пород составляет менее 1 Ом-м, и не
может быть задан режим, обеспечивающий накопление
искомого элемента в необходимых количествах для его определения
166

с помощью существующих (разработанных) методик анализа
проб;
— техногенным заражением, особенно в тех случаях, когда
поверхностные отложения искусственно обогащаются
элементами подвижных форм.
Применение метода ЧИМ в каротажном варианте
целесообразно при поисках и разведке для выделения и оценки
содержания рудных интервалов вдоль ствола скважины. Выделение
рудных интервалов по скважинам методом ЧИМ позволяет
на участках с достаточно изученным литологическим разрезом
снизить требования к выходу керна при проходке скважин или
в ряде случаев перейти к бескерновому бурению скважин, и то,
и другое приводит к увеличению производительности и
снижению разведочных работ на 12—15%.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ
ГЛАВА VI. ГЛУБИННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ
§ 15. ГЛУБИННЫЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Глубинные геоэлектрические исследования выполняют с
помощью магнитотеллурического зондирования (МТЗ), а также
магнитовариационного зондирования (МВЗ) и профилирования
(МВП) [122, 191, 192, 195].
Методика МТЗ и МВП и принципы интерпретации
результатов изложены в гл. XII книги первой. Метод МВЗ основан на
пространственном анализе геомагнитных вариаций,
зарегистрированных на сети станций. Различают две модификации этого
метода: глобальную, при которой используется мировая сеть
станций, а кажущееся сопротивление определяется по
результатам сферического анализа вариаций, и региональную, в
основе которой лежит определение кажущегося сопротивления по
вертикальной компоненте геомагнитного поля и
горизонтальным производным его горизонтальных компонент [196].
Важнейший результат глобального МВЗ — кривая
кажущегося сопротивления, полученная в интервале периодов от 6 ч
до 11 лет, которая характеризует изменение
электропроводности недр Земли на глубинах от 500 до 1500 км. Эта кривая
дополняется наиболее достоверными результатами МТЗ,
выполненных на щитах и платформах, в разрезе которых отсутствуют
отчетливо проявляющиеся локальные или региональные
проводящие зоны. Обобщение этих данных дает стандартную кривую
кажущегося сопротивления рст, относящуюся к «холодным»
геоэлектрическим разрезам стабильных зон (рис. VI.1).
Стандартная кривая кажущегося сопротивления является тем
фоном, отклонения от которого рассматриваются как указание
на аномальный характер глубинной электропроводности [194,
195].
Аномалии глубинной электропроводности делятся на коро-
вые и мантийные. Коровые аномалии представлены двумя
типами. К первому типу относятся протяженные вытянутые зоны
повышенной электропроводности с кажущимся сопротивлением
менее 1 Ом-м. К ним обычно приурочены магнитовариационные
168

аномалии. По современным
представлениям они связаны
с электронной проводимостью
в зонах графитизации и суль-
фидизации верхней части
земной коры. Ко второму типу
относятся зоны повышенной
электропроводности, ширина
их измеряется сотнями
километров. Для этих зон
характерны кажущиеся
сопротивления, измеряемые десятками и
сотнями ом-метров. Магнито-
вариационные аномалии в
таких зонах обычно не
наблюдаются. Проводящие зоны
второго типа встречаются в
средней и нижней частях земной
коры и связываются с ионной
электропроводностью, обеспечиваемой флюидами, которые мсг-
гут выделяться при дегидратации или иметь мантийное
происхождение. Экспериментально установленная электропроводность
соответствует объемному содержанию надкритического флюида*
не превышающему обычно 1%.
Основные мантийные аномалии приурочены к астеносферным:
зонам частичного плавления в интервале глубин 70—200 kml
Такие зоны встречаются под океанами и активными регионами:
континентов, где температура достигает значения солидуса?
[191, 194]. Характерным параметром этих зон является
интегральная проводимость Sa. В зависимости от ее величины
различают слаборазвитую астеносферу (SA < 1000 См, плавление
практически отсутствует), умеренно развитую астеносферу
(SA«3000—5000 См, концентрация жидкой фазы 2—3%) гс
хорошо развитую астеносферу (5,4 > 5000 См, концентрация
жидкой фазы достигает 5—8%).
Наряду с коровыми и мантийными проводниками,
имеющими горизонтальное развитие, выделяются вертикальные
проводящие зоны, приуроченные к глубинным разломам и разрывам*
заполненным флюидами. В таких зонах удельное сопротивление
снижается до нескольких ом-метров.
На рис. VI.2 показаны сводные геоэлектрические разрезы:
земной коры и верхней мантии континентов и соответствующие
им амплитудные кривые кажущегося сопротивления [191, 192;
194]. При построении сводных разрезов было учтено, что
тектоническая активизация региона обычно ведет к частичному
плавлению в астеносфере и обогащению земной коры
флюидами (например, в результате дегидратации). Таким образом, воз-
/-J7
... А
А,Ом-*
0 0,1 1 10 ЮЧТ^-Ч 80 Н,к
РИС. VI. 1. Стандартная кривая
кажущегося сопротивления (а) и
стандартный «холодный»
геоэлектрический разрез (б):
/ — Финляндия; 2 — Ловозеро; 3 —
Карелия; 4 — восточная часть Русской платформ
мы; 5 — данные глобального MB3
16»

PjjOm-m
100 ZOO H,m
100 y/T,cVz
РИС. VI.2. Типы геоэлектрического разреза земной коры и верхней
мантии (а) и соответствующие амплитудные кривые кажущегося»
сопротивления (б):
1 — для «холодных» разрезов стабильных регионов; 2,3 — для «горячих» разрезов
активных регионов
никают мантийная и коровая проводящие зоны, причем коровая
может в значительной степени заэкранировать мантийную.
Перечисленные проводящие зоны (коровая, мантийная, раз-
ломная) являются основными объектами глубинной
геоэлектрики. В результате многолетних исследований, проводившихся
в 1978—1985 гг. по международному проекту
«Электропроводность литосферы и астеносферы» (ЭЛАС), получены следующие
результаты [122, 191, 193, 194, 195].
Докембрийские щиты и платформы. По данным МТЗ, эти
регионы характеризуются повышенным сопротивлением
литосферы, которое меняется от 104—106 Ом-м на глубине 5—10 км
до 300—500 Ом-м на глубине 100—150 км. Здесь, по-видимому,
температура плавления не достигается и проводящие астено-
сферные зоны с S^>1000 См отсутствуют. Земная кора этих
регионов в своей верхней части нередко содержит электроно-
проводящие образования (Балтийский и Украинский щиты,
Сибирская платформа и др.). Нижняя часть земной коры может
иметь пониженное сопротивление.
Океанские плиты. Глубинные МТЗ выполнены в северной
•части Тихого океана: к западу от Калифорнии, у Гавайских
островов, вблизи Марианской островной дуги. Полученные
результаты свидетельствуют о существовании в океанской
верхней мантии обширной астеносферной зоны частичного
плавления. Степень плавления уменьшается с увеличением возраста
океанского дна. У Гавайских островов, где возраст океанского
170

дна 70 млн. лет, интегральная проводимость астеносферы
достигает 6000 См. В наиболее древних частях океана, например
в Марианской впадине, плавление практически отсутствует.
Активные регионы континентов. Астеносферные зоны
частичного плавления с интегральной проводимостью S^ = 3000-f-
4-5000 См обнаружены в Паннонском бассейне, Прикаспийской
впадине, в Байкальской рифтовой зоне, в районе Кордильер.
При переходе от Альпийских геосинклиналей к Герцинским
степень астеносферного плавления уменьшается и проводимость
астеносферы падает. Так, на Туранской плите интегральная
проводимость астеносферы не превышает 1000 См. Для
активных регионов характерно развитие коровых проводящих зон
флюидного типа. Например, в регионе Кордильер обнаружен
коровый слой с интегральной проводимостью 3000 См, что
свидетельствует о высокой минерализации флюидов. С другой сто*
роны, в Южно-Тяньшаньской геосинклинальной зоне оконтурена
обширная аномалия электропроводности, связанная с графито-
содержащими образованиями на глубинах. 1—Э км.
Разрешающая способность МТЗ и МВП существенно
зависит от горизонтальных размеров глубинных проводящих зон.
Анализ математических моделей показывает, что астеносфер-
ная зона может быть обнаружена по данным МТЗ, МВП, если
ее горизонтальные размеры достигают 300—500 км. Наиболее
надежные результаты получаются в случае вытянутых астено-
сферных зон. Значительно большая детальность обеспечивается
при изучении коровых проводящих зон.
§ 16. СРЕДНЕМАСШТАБНОЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ
Геологическое картирование масштабов 1 :200 000 —
1 : 100 000 относят к среднемасштабному и выполняют
комплексом геологических и геофизических работ [193, 197]. Выделение
границ геологических образований считается обоснованным,
если они пересечены несколькими маршрутами (через 1—5 км).
Минимальная ширина линейно вытянутых объектов, которые
наносятся на геологическую карту масштаба 1 :200 000,
примерно 200 м, а минимальное поперечное сечение геологических
образований изометричной формы около 400 м, что в масштабе
карты составит соответственно 1 и 2 мм. Геофизические
профили располагают через 2—4 км, а шаг наблюдений по
профилю выбирают таким, чтобы не пропустить объекты с
горизонтальной мощностью около 200 м. При выборе шага наблюдений
по геофизическому профилю следует иметь в виду, что размеры
геофизических аномалий в плане в большинстве случаев
превосходят линейные размеры проекции контуров исследуемых
объектов на поверхность земли.
171

Основными задачами, которые решаются методами
электроразведки на стадии среднемасштабного геологического
картирования, являются: 1) изучение тектонического и литологического
строения кристаллического фундамента (определение глубины
до кровли фундамента и мощности чехла осадочных отложений,
выявление тектонических зон дробления и глубинных разломов
в породах фундамента); 2) структурное и литологическое
картирование пород осадочных отложений (обнаружение и
изучение антиклиналей, синклиналей, надвигов, мульд, зон разломов
и дробления пород, гидротермальной переработки,
крутопадающих и субгоризонтальных контактов литологических разностей
пород): 3) изучение рыхлых отложений (определение их
мощности, т. е. рельефа коренных пород, состава, степени
обводненности).
Основание для применения методов электроразведки с целью
решения указанных задач — дифференциация по электрическим
свойствам осадочных, метаморфических и магматических пород
кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зонах
разломов и дробления электрические свойства пород изменены под
воздействием метаморфизма, метасоматоза, выщелачивания и
других процессов. Заметно различаются по электрическим
свойствам породы, слагающие ядра и крылья структур, за счет
уплотнения или большой раздробленности.
При решении указанных задач наиболее часто применяют
методы ВЭЗ, ДЭЗ; при рекогносцировочных структурных
исследованиях— методы 43; при наличии экранов высокоомных
пород в комплекс включают метод зондирования становлением
поля. Методы теллурических токов, магнитотеллурического
зондирования и профилирования применяют в закрытых нефте-
перспективных районах. Методы электроразведки комплекси-
руют с методами сейсморазведки (КМПВ, MOB),
магниторазведки (аэровариант), гравиразведки и параметрическим
бурением.
Электрическое зондирование производят по сети, близкой
к изометричной, например 4X2, 3x2, 2X1, 2X0,5 км.
Данные электроразведки используют в основном для
построения карты изогипс кровли кристаллического фундамента,
геолого-геофизической карты домезозойского основания,
геолого-геофизических разрезов, карты мощности рыхлых отложений,
прогнозной карты.
Частотные электромагнитные зондирования применяют для
исследования геологического разреза до глубин 1—2 км, а
модификации зондирования становлением поля (ЗСП и ЗСБЗ) —
для изучения разреза до глубин 4—5 км. Наблюдения
выполняют по профилям либо по площади. Расстояние между
точками 43 в среднем 1 км, а между точками ЗС — 5 км.
172

Глубинность исследования в методе ЗСП установками
AB = q к Q = q с линейными размерами около 1—2 км
(длина АВУ диаметр питающего контура Q, разнос R) оценивается
в 3—3,5 км в случае геоэлектрических разрезов со средним
продольным сопротивлением р/=10 Ом-м.
При обработке данных метода ЗСП для выделения
временных интервалов процесса, в которых преобладают
закономерности дальней или ближней зоны, результаты измерений удобно
представлять в виде функции /(/). Левая ветвь графика f(t)
отображает процесс, характерный для дальней зоны, а
правая — для ближней зоны. Для двухслойного разреза график
f(t) имеет более сложную форму с временными интервалами,
отображающими переход от однородного полупространства
с сопротивлением pi к однородному полупространству с
сопротивлением р2. Преимуществом представления материала в
форме /(7) является единая система отображения результатов
измерений в ближней и дальней зонах. Это облегчает задачу
выделения особенностей экспериментальных кривых при их
сравнении с теоретическими, взятыми в качестве модели, а также
упрощает выбор оптимального размера установки R для
прослеживания опорного горизонта в конкретных геоэлектрических
условиях.
Для увеличения детальности интерпретации данных методов
электроразведки (ВЭЗ, ДЭЗ, МТЗ, 43, ЗС) строят
дифференциальные кривые. В методе ЗСП такие кривые можно
построить с большей точностью по сравнению с кривыми других
методов. Однако интерпретация дифференциальных кривых —
сложная задача, требующая специальных приемов. Так, для
интерпретации материалов по Московской синеклизе
дифференциальные кривые строились в виде d lgf(t)/dlgt. По этим
кривым выделялись характерные элементы tqy t0, tKj как
отклонения экспериментальных кривых от трехслойной модельной
кривой. По результатам корреляции этих элементов строились
временные разрезы, а по дифференциальным теоретическим
кривым оценивались глубины залегания пластов, вызывающих
соответствующую аномалию dig f(t)/dig t. По данным
каротажа временной разрез переводился в геоэлектрический разрез
по формуле
Метод зондирования становлением поля в ближней зоне
в отличие от ВЭЗ, 43 и ЗС в дальней зоне позволяет изучать
параметры геоэлектрического разреза при разносах R>
меньших глубины залегания изучаемых пластов. Измерения
выполняют с помощью электроразведочных станций ЦЭС-3, которые
обеспечивают регистрацию полной кривой зондирования
становлением поля в ближней зоне. Повышение отношения сигнал/по-
173

меха достигается путем накопления и фильтрации измеряемого
сигнала. Используют секционные петли с числом витков 1 и 10
или 1, 10, 30—50. Для случая несущественного проявления не-
дипольности и максимального сигнала оптимальное
соотношение размера питающей линии L и разноса установки R
менее 0,7.
На рис. VI.3 показаны геологический разрез и данные
применения метода ЗСБЗ. В результате количественной
интерпретации кривых зондирования по специальной методике была
выделена кровля высокоомных образований среднего палеозоя,
залегающих на глубине 1100—1400 м. Выше по разрезу
отмечены еще два геоэлектрических горизонта. Данные ЗСБЗ
хорошо согласуются с геологическим разрезом.
Основной результат интерпретации кривых 43 и ЗС —
определенная суммарная продольная проводимость S надопорной
толщи. На участках с известной глубиной Н (по данным
опорного бурения или сейсморазведки) и S определяют среднее
продольное сопротивление р* надопорной толщи (#=Spj).
Полученные сведения о р/ распространяют на всю исследуемую
площадь и по изменению S судят о мощности надопорной
толщи.
В благоприятных условиях погрешность определения
глубины кровли опорного горизонта по данным электромагнитных
зондирований может быть доведена до ±10%. Стоимость работ
методами 43 и ЗС в 5—10 раз меньше стоимости сейсморазве-
дочных работ.
Учитывая, что 43 и ЗС предназначены для изучения
различных интервалов глубин, применяют их совместно: 43 — для
расчленения верхней части разреза, а ЗС — для изучения
больших глубин. В качестве примера на рис. VI.4 показаны
результаты комплексных электроразведочных и сейсморазведочных
работ в районе Рязано-Саратовского прогиба.
Для районирования территорий по особенностям
геологического строения нередко используют корреляционные связи
между рельефом фундамента и напряженностью магнитотеллури-
ческого поля. Например, выполненное районирование Восточно-
Европейской платформы по сети 1 точка на 13—35 км2
позволило выделить 17 различных участков. Для каждого из них
вычислены коэффициенты корреляции г между напряженностью
поля теллурических токов Е и глубиной залегания поверхности
кристаллического фундамента #, а также корреляционные
отношения т]1 для Е(Н) и т\2 для Н(Е) (см.табл.VI. 1 ирис.VI.5).
Анализ проведенных зависимостей показывает, что
особенно отчетливо корреляционные связи между Е и Н проявляются
на участках, где в разрезе отсутствуют галогенно-карбонатные
отложения пермского возраста (Валдайский грабен и соседние
площади) или где мощность их невелика (первые сотни метров)
174

6 GO 7 'QOM3EI*
РИС. VI.3. Геологический разрез и данные метода зондирования
становлением поля в ближней зоне (по В. М. Бубунову и др.):
1 — туфогенная толща; 2 — трапповые интрузии; 3 — угленосно-терригенная толща; 4,
-5 — терригенно-карбонатные отложения девона и силура соответственно; 6 — галогенно-
карбонатная толща; 7 — глубина залегания электрических горизонтов по данным ЗСБЗ;
8 — пункты зондирований; 9 — скважины
Л>°М'М
S,Cm
зоаог
20оо\-
юоо оп
Пичаедо , _ tu км Отерма
1 WtJNJWfiMQwtt/f
/Уа^с,км
Ширингуши
^втт^ гтпттттптт
ЕЕЗ> ЕЕ)2 Епё^ И* Щ* ПЗб Г^~1?
РИС. VI.4. Геолого-геофизический разрез в районе Рязано-Саратовского при
гиба по данным методов 43, ЗС и сейсморазведки (по Ю. В. Киселеву):
/, 2 — поверхность фундамента по данным разных вариантов интерпретации кривых ЗС
и 43; 3 — поверхность фундамента по данным КМВП; 4 — отражающие площадки в
осадочном чехле; 5 — верхние горизонты по данным ВЭЗ и 43; 6,7 — значения р; и S
по результатам ЗС с разносами 10 и 15 км

™ о
Я" X
~. в>
- ч
ч *
vo ^5*
Xrn
О) ш
о *&
ж н
о то
СО С5
sc
Ч»Х
ч о
то »
н о
о«
X V
о. с
* о
о.
X СО
ни
о
X
X
о
X
3*
о. о
4>
GO
О
н
О
о
CCQ
егания
ч
то
ео
»Х
О
X
X
глуС
ионов
л
Си
к
ч
*
*Ч
ков
о
>»н
а>
S
X
m
05
Об
о
4)
2
X
X
о
X
Sf
X
*
с->
со
т
X
о.
>»
ч
тел
а
ч
о
с
о в
*Х
О)
«
о,
с
то
X
ч ч
Э8л
*!|
л н 5
о я Ч
о к
а» £
s о
о я
яг
+1
о
+1
00
о"
+1
+1
■н
00
о
о*4
+!
о
со
00
о
о"
-н
8
о
+1
СО
о
-н
00
о
о
+1
СО
о
о"
+1
00
о
+1
о
+1
+!
-н
СО
о
+1
о
о*4
j\
о"
о
•н
со
со
ю
о
о"
+1
00
о
I
о
-н
о
о
+1
ю
о"
I
of
1
1
-3,7
i
1^.
со"
ю
I
ю
of
со
I
6 *
g то
s 5
то S
то JS
cr су
я
к в:
ТО щ
2 о
а, ^
vo S
§.!
я оэ
я
е 2
х
ч
си
я
я
CU
S
а) то
VO Я
то >»
0*Н
u о
»я
о
<=(
ч
то
CQ
Он
о
VO
ский
»я
то
с*
я
>>
-е-
о
«=Г «=1
ч
то
по
3
я
О то
•< О S
ч м w
«0 О jS
«is
sr SJ 3
Я ТО ^
war
is*8
vo
gg О Л
oO H
&* °.
Он Э
я и ^
«а Я 5
я я
•в"
я
я
то
S
3
Ч
я 3
2 ^
Я с_
03 О
ТО Ч
4 о
яра
« н
о о
н
>5 03
2 Я
я я
«>о
а >>
»* ч
Я и,
ч
то
я S я
* SS
о ^ то
с о.
S S Р
»Я tj
о
я
я
CU
в
>»
Он
pQ ТО ТО
я я
^* -Г
cj ТО
у ОН
ж о я
а> си
S я S
охо*&
2 « л
о о
о о
м я
с^ я
Ч со
ТО ТО
ёО.
Ч а,
о
ч
Л СО
н то
о о-
то
»• s
о
ч
те 5
о
*|
«Х§ Я
а я
« О)
2 то ч
Я jg Я
Он а) ТО
а>\о сх
в то =
17в

о
00
ю
о^
о"
-н
о
CD
О
CD
О
о
+1
Ю
о"
FT
о
о
+1
CD
Tf
О
L
°1
со"
|
1
сч
1
со
1
X
Он^
Солигаличского г
со
адом глубин до ф
я
жный борт
ельным пер<
Я
я
»я
3
s
Он
0>
0Q
шачит*
о
о
СО
я
0> о)
Uvo
00
к
СО
ас
ствует высокоом]
н
СО
н
о
пермского возра
t=t
>»о
зрезе прис
толща пор
СО
Он
«
со*4
н
я
ф
S
СО
ющая
>>
о,
я
я
СО
Он
О
00
<3
о"
•н
^
^
о
t^
о
о
+1
ю
о"
оо"
о
о
+1
LO
со
о
1
ю
1
1
ю
CVJ
о
i
s
Он
личского грабен*
толщей пород пе
со
U
асть Соли
ная ч
■=3
со
Он
н
я
ст>
9Я
той экранирующе
я
«=t
о
я
я
Он
с
»я
CD
зраста, залегающ
о
m
древнего
более
я
2
о
о
онис
«
о
я
о
я
8
^н
о^
о"
+i
о
а>
о
^
о
о
-н
СО
ст>
о"
55"
о
о
+1
t^
оо
о
L
г-
со"
1
1
(М
СО
я
а>
1
со
t=t
галичского граб
погружением фун
я
ч
борт Со
очный
в
о
m
о
U
Q
о
2
неглубоки]
сительно
о
я
н
о
о
^Г"
&н
<Т>
ным залеганием
»Я
О
HOUD OHhOXI
доста
я
со
н
я
CD
1ЛЩИ
ющеи то
>>
Он
я
я
со
О,
ююсооо
CN тМО СО
CD CM rt« t"*.
оооо
О ООО
•н-н-н-н
0(N(NlO
CDC5 00 t^
ОООО
т*« СЧ h- —i
ОООО
оооо
+1+1+1+1
C4CN 1^ —«
t>-0> CD CD
о о" о о"
со со uu о
ООО —
ОООО
-н-н-н-н
оо о -^о
юо> сою
ОООО
1 1 1 1
со
со
1
J^
см
д
1ния фундамента
W
S
ениях
«=з
ю
ого возды
чном напра
плавн
я
tt
н
о
СО
1—14
восто
я
S
о
я
_2
«^*
00
со
ю
О
о
+1
t^
см
о
г^
о
о
+1
<м
"*!
о"
~ю~
о
о
+1
оо
о
о
_|_
см
со"
1
1
00
*—*
О эЯ
U
О
часть Кажимск
№
бен, южна!
0J
►анирующей толщ
Он
«
поднятой s
й гра
с при
я
о
|Кир0Е
1Л
я
0)
ю
СО
н
о.
о
северо-западный б<
. *
го возраста
впадины
рмско]
мской
CD
Я
fc[
о
Он
о,о
со
CD
я
XI
Он
CD
со
00
п«
Ю
о
о
+1
СО
о
ю
о
о
+1
СО
СО
о"
Ю~
о
о
+1
со
ю
о
1
00
1
1
со
•
1
1
Он Ш
со
ного склонов Тат
аг
о
западного и воет
я
2
н
о
СО
со
со
различного напр
я
с разломам
ступа
3
w
es
о я
2 CD
о >=3
оо
t*-
, ,
^
о"
+1
со
о
о
•—"
о
+1
00
см
о"
_*.
о
о
+1
со
о
о
!_
Ю
со
1
1
о^
со"
1
%
са
я части Верхнек,
со
я
я и запад
щадна
-за
о
Он
CD
0
CD
и
t^.
1
>>
Ч
ным перепадом г
ли выступ
Л taS
Ч О
со значите
ента; Ижев
дины
ундам
СО н©н
я
и о
»=t
»Я
О к
о *о
12—815
177

ГТЛг ITU If я/
РИС. VI.5. Схема районирования части Восточно-Европейской платформы
по корреляционной связи между напряженностью поля теллурических
токов Е и глубиной залегания поверхности кристаллического фундамента Н
(по Е. Н. Каленову и Е. В. Бирюкову):
/ — границы участков; участки со связью Е{Н): // — тесной (г или Т1>0,67); /// —
слабой (г или 1^=0,66-^0,5); незаштрихованные участки — с отсутствием связи Е{Н) (г или
т|<0,5); /—17 — номера участков, указанные в табл. XIX.1
и залегание близко к горизонтальному. На участках развития
высокоомной толщи (Солигаличский, Кировский и Кажимский
грабены, Верхнекамская впадина) картируется рельеф
поверхности этих отложений, а не поверхность кристаллического
фундамента.
В СССР аэроэлектроразведочная съемка выполняется в
ограниченном объеме аппаратурой канадской фирмы «Макфар».
Она включает двухчастотную электроразведочную систему
F-400 и прибор для сверхдлинноволнового варианта метода ра-
диокип (СДВР). В системе F-400 в качестве излучателя
используются две ферритовые антенны, установленные на крыльях
самолета, а приемная магнитная антенна помещается в
буксируемой гондоле. Рабочие частоты — 1070 и 340 Гц. Измерения
можно вести на каждой из частот в режиме непрерывной
передачи или в импульсном режиме одновременно на двух частотах.
Приемное устройство имеет два идентичных канала для
высокой и низкой частот и измеряет отношение реактивной
компоненты вторичного поля к активной первичного поля.
Аппаратура СДВР измеряет напряженность магнитной составляющей,
создаваемую электромагнитным полем сверхдлинноволновых
(10—30 кГц) навигационных радиостанций, и угол ее наклона
к горизонту. Измерения поля проводят по профилям, расстояние
между которыми составляет 2 км, и на высотах не ниже 200 м
для уменьшения уровня помех от приповерхностных
геологических образований. При этом удается обнаружить крупные
разломы и зоны измененных пород.
178

§ 17. КРУПНОМАСШТАБНОЕ И ДЕТАЛЬНОЕ КАРТИРОВАНИЕ
Крупномасштабное (1 : 50 000 — 1 : 25 000) и детальное
(1:10 000—1:5000 и крупнее) картирование методами
электроразведки на ограниченных площадях выполняют с целью
обеспечения геологосъемочных работ предварительной
информацией (опережающие исследования) и для получения
необходимой дополнительной информации при выполнении детализаци-
онно-оценочных работ (сопровождающие работы).
Электроразведочные работы при крупномасштабных и
детальных геологических съемках проводят по профилям,
задаваемым, как правило, вкрест простирания геологических формаций,,
а в условиях горизонтального залегания горных пород или
близкого к нему—вкрест простирания их фациальной
изменчивости. Электроразведка применяется для детального изучения
характера поля на опорных геологических разрезах. Число этих
разрезов определяется геологическими условиями. Они
располагаются равномерно по площади съемки. Указанные работы
позволяют выделять устойчивые по площади признаки
(маркирующие горизонты), создавать набор типичных для данной
площади аномалий, прослеживание которых возможно даже при
наличии сильных помех. Методы электроразведки, применяемые
в зависимости от геолого-структурных, орографических и
геоморфологических факторов на указанных стадиях работ,
перечислены в табл. VI.2.
В качестве фактического примера рассмотрим повышение
разрешающей способности метода радиокип за счет выделения
слабых аномалий при картировании масштаба 1 :5000.
Задача съемки — выделение и прослеживание тектонических
зон различной степени проявления в пределах гранитного
массива, перекрытого маломощным (до 3—5 м) чехлом рыхлых
отложений в Южном Казахстане. В резко дифференцированном
поле 6(Z), [где Z=EX/HP, a 8(Z) = (Zi—ZCp)/Zcp], в
центральной части планшета визуально можно выделить группу
отрицательных аномалий, имеющих меридиональное простирание и
связанных с мощной тектонической зоной (рис. VI.6,а). Зона
уверенно выделяется по результатам дешифрирования
аэрофотоснимков и заверена горными работами. Выделение
тектонических зон более высоких порядков по исходным данным явно
неоднозначно, поэтому для решения этой задачи была
выполнена обработка исходного поля способом адаптивной
фильтрации.
По результатам вычислений авто- и взаимно
корреляционных функций были определены линейные размеры «окна» для
фильтрации исходных данных, что позволило выделить
региональную и локальную составляющие поля (рис. VI.6,б, в).
По смещению максимумов В (т) ВКФ для регионального поля
12*
179

«=5
i ° R
Sc§g
3 i w
CD H CO
•в* со <u ffT я"
g°5
Я
•=5 Я „
°- • x
я я я g
i 2 я ^
go §g
S «g K
tSBg
^ « о °
cfcggS
о е^ю
H <T> О
H со *tr со o>
9 5 я о
Co я H
г?я •• o>
S s s R
S « ^ 3
и я | ffl I
<D Я 2 I
= ^ SO,
•~ HpQ
„ Я
о н
&o
си Я
•* a.
<d
я
я о
н
я »я
a o
25k-es
<d
я
§ is 8 а .
о я 2 °
о 2 ^
* я
_ я к s .w
Л О S ф S
Он CX, Я СО CL
CD °° <
2 ~ ►
я -9- s
°*^ ?
CD ►« С
с ч с
V £ :
Он >
1 с
я я
я х
vo cd
>>s
ч о
е я
Я Я
о и:
я о
Я Си
Он О
я я
: Я°^ 5
^5 о
о g g «
я я S g
ч о g:
Я "U
я
со
S Я
x vo
3 о
Он
2 3
г=( те
О «=С
я ¥
° 5.
е 5
о
ч
о
CD
я я
» £i р '
£ 2 «и
1=ro
^ g Я(Г>
CD s н_,
Я со Я
О Я Я
St:
s j §
en §
х<Т) н
X « X
3 ч я
ехч ч
«< о
w с- —,
со о Я/
сз о §
ОнЯ 2
о.
ев
Ч
о
я
CCJ
S
о
я
с
>»
Он
Си
о
2
ВС
о
н
lii
5&*
CD СО
г; со
Он
СЗ СП
я §
о
со я я :
я о н :
■ о « я ;
Я Он •
я •- я
я'^с j
&| s !
н я я (
, Я Он СО
о £2
5 ^ £
S ^ а
я н 5
CD CD *&
Ч S со
VO Он
О m U
^ UJ Я
н о
я Й w
СО^Я
I S 5
о о со
ч н н
г Я Он
. V СО
00
со
К
ОнЯ
К
Я
я
СО
я
CD
Я
Он
СО
CQ
UJ
О
Я
я
я
со
Я
со
Я
Я
Он
н
<и
я
3
я
3
Он
о
м
»я
о
«3
Он
п
о
я
СО
я
о
со
СО
Он
CD VO
ч
О
я
£Г
S
о
н
о
X
3
ч
X
3
CD
Я
СО О CD
Я О, Он
я х
£ х 5
он=е<
gs з
я л a>
i<- Он
пч ^ Я
О. SO CD
О-в^Ч et
я ^ я
я
^> м °
S со а
со О
OhS
CD
ч
о
^ «е-я
81
О Л
н я
о 2е1* я н
Я Я пП я О
я я i-jr \х о
ОнО. - 2 5г
г- Ю tit Я
s yq« о
Я rj Он • • О
СО ^^ CD M
S S Ч Я м
Он я н о S
н « ^ н
111
lei
w <D
Я 5?
со ^t1
о< л
2 и^-
И
я сч
Он I
со I
>> СО
ч: t
о о- н
53"н8«ч
CD<! О COCJ « О
н >—" я Он ^ S я
со 2
я ^^
!§
я ем
g I
оо
со о
ОЮ
Он" '
т X
CD ^-v
чо
<Т) о
ю
•!•
S2
CD Я
a
I X
ю
s ^^
Я Я о
я ^ю
£ к -I-
Я tr I
о Во
Он дО
я я о
о >»о
0,^0
н ^о
S £~
S я
СГ) f_
CD CD
о я о
я я я
я к
Ч О s
она
со*
я °
= 3 СОО
:R о--н
я р я •!•
о-Н Ло
ч »я>—
* ч is
CD 5 О О
Я С fD -«
CD Я
4 о 2
Я и fO Я
О О ОнН
Я Я О CD
5 Н ОнО
н я н
о я м о
fe R G
CD С3 S
== S mco
2 = 2^
Он О Я Д
я я. ч
я а я s
о & 3 я
ГО СГ Я Я"
§°"|
СО Н^н
О Ow
н х X
5 оо
о
^ g
я g
£ со ф
5 я о
н
JT Я"
я°
ю я ю
о о j.
нвгпо!вжзс1зио
квтпошжэ(1эпо
180

о с
О, Е
СО
О-о
о я
с
Я
К О
я н
Я" Я
га «
Я S
а- ^
^ S
О) &
Си
о
Я £ «
Ф О О
о, о о
2 2
Я 0Q
*- ГО
5 с? ..
я"
н
о
о
эко
га
Я
си
сг
я о
Ч CU
о
„ о
£ с-
си ц-'
•8-
^ я: ^ яг
со си я 2
ч о
X
»Я ° <L> «=(
О £ К
Я Й ° >>
S Й °
Я CD Я
я § хсч
Я си А
о с- а, си
Си О
2 £ю
sis.
гяб2
* Р
5 м ю я
* X ii
Ч а> S
о о я
си си
«- я
к о-
я я
си си
я £ -
си £ Я
ш
си
5 о
га tQ
Я ХО
я о
•в* с
*©< си
Ь си ^
^ £н CU
^§
* s я
о х 2
я g к
8S I
2 . 2
я s а
£ S *
о 2 си
<u си с
н >> о
а со
s 5 в
5§
о я я
ж *.
о о н £
Ш Я СГ Я
си я ^ '
ч «- о j
о о-
^S о я
2 к
£ х си .
ф -f
1 «
I*
St
as g
4 8
Я S
о «
ig
cu 28
J5 °
Ф S
я
о?
Я ^т^4-^
ч £•
cog
я °-я
-ч a
« 5 ч
я
о
Я b g *
> Э .« Я g
■<s§
i 3 «
я
rt cq * Он
я со х
^2^5 5 о о
си £ си си :?
я я с са я
t- я; о, о си
О си си я s
Ч ч н га 2
о я я н
a S I &ъ
юё I S
га си
Я си
я »я
<1>,
ло
о
CU
к я х
Е 3 ё 5 § g
Я О)
и я 5 5
CU «Ss,
си^си о £
^ ос iP а, в
л я « с £
X о Si S
s Pr% s *
ЯН Q S £
^ 2 K 5
h ^ a S
м о си о «
га г а, я
сх о <^ Я си
га Ncj я га я
X а о н я
s я ^
сия Й
н га 5
ьй и В
си а> 2
1=3 Ч со
5 s я
3 £ *
« со си
sal
о £ g
Я CU
3 5*
8 S
- - я
о я
си 2
я
и я
§ s
о Э
CU Я f_
t- Я о
^. о 5
S ^
S | §
S си о
ою «
s ° я
~ х *
я я я
5 * S
я а ^
ч> 2
га о ,
Я ^ г?
cla2
квгпо!ВЖ9с1эио
ическ
Q,
ект
к
СГ)
о
<-
о
Я
вен
н
<->
ест
^
°
CU
S
нциа
-250)
2
Is
S
о
^S*
9 я
Й я
2 5
g§
^^ ^
г-1 *о
1—1 га
&К
я я
^ ^ S
о си •*
Я ^о
квп!01вжэс1эио
g5
О "—'
о га о X
о.» я^^
я я о
S и -I-
си
^ СО
со а
3
>«-• я
•< га
t-1 ж ^
g S со
£ я я
f^pctcy
SH Я °
си^Ч о
о s
ссе-я о
Q- CU
Я W
О О
а, н
си 28
ч 2
СП Я
я
к
о
о я ,
2 о
>^ с
к
я я
н я
. си си
О о.
си
о а
Я со
к
CD Я
^cS
S.|.
о
S2
"х
(NO
^ю
Х-1-
■е-2
О
Си я
t= s
S
|£
|§
§ ° s
га ^ S
н S се
я й Он
<и js га
н а &
ввп!Шв1Гжоао(1иоэ
181

a Slzi
20
ПР Ю
125
-10
»K&Vyw-4^
АКФ
130
20 h
VJV few :io
135Л^^^^^л^
f^z)per
440
600
ПК
f\ I i\но о io
-.10 0 10
20
voh
125 0
-10
ПР 125
4W
130 Л.
«"ЛЛ-»^
130
135
135 ^^"*^МлЛ ■■■AVN
i—=^"3 i—^\ r~z^
fc> I 1 И 12 k
fXl4 ПП5
500
600
РИС. VI.6. Разделение поля 6(Z) на региональную и локальную
составляющие при геологическом картировании масштаба 1 :5 000 методом радиокип
Планы графиков: а — исходного поля 6(Z) (графики автокорреляционных (АКФ) и
взаимно корреляционных (ВКФ) функций); б — региональной составляющей 6{Z); б
—локальной составляющей 6(Z): / — линейные отрицательные аномалии, связанные с
зонами дроблении- 2 — тектонические зоны широтного простирания; 3 — возможные направ-
чения корреляции одной из отрицательных аномалий, г — схема результатов
комплексной обработки локальной составляющей &(Z) в виде осей аномалий, превышающих
порог заданной вероятности обнаружения: 2, 3, 4 — оси средней значимости, значимые и
высокой значимости соответственно; 5 — скважины
удалось также обнаружить тектонические зоны широтного
простирания, параллельные профилям съемки.
Локальное поле было получено вычитанием регионального
поля из исходных данных. Видно, что при трассировании
тектонических зон возможны субъективные решения. Для
исключения субъективного фактора была использована адаптивная
182

фильтрация локального поля 6(Z) в параметрическом и
непараметрическом вариантах (Г. В. Демура, 1983 г.). Этот прием
позволил определить местоположение слабых площадных
аномалий ?;о превышению порога, соответствующего заданной
вероятности обнаружения. Выделенные по результатам
статистической обработки тектонические зоны нашли подтверждение
в результатах горно-буровых работ (рис. VI.6,г).
ГЛАВА VII. СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ,
ПОИСКИ НЕФТИ И ГАЗА
Ведущими геофизическими методами поисков и разведки
нефти и газа являются сейсморазведочные методы отраженных
болн (MOB) и общей глубинной точки (МОГТ). Однако
высокая стоимость и недостаточная эффективность этих работ
в сложных сейсмогеологических условиях приводят к
необходимости использовать при поисково-разведочных исследованиях
на нефть и газ комплекс геофизических методов, включающий
грави-, магнито- и электроразведку.
Задачи электроразведки при поисках месторождений
углеводородов подразделяются на четыре группы: 1) поиски структур
в осадочной толще; 2) изучение погребенного рельефа
фундамента; 3) изучение площадей, скрытых водами моря; 4) прямые
поиски месторождений [16].
Первые три группы задач связаны в основном с выявлением
структур, благоприятных для нефтегазонакопления (обычно это
антиклинальные поднятия, брахиантиклинальные складки, зоны
развития солянокупольной тектоники или траппового
магматизма, рифовые тела разного генезиса, неантиклинальные ловушки
в терригенных отложениях и др.), т. е. их назначение —
геометризация залежей или выявление объектов типа залежи (АТЗ)
[6]. Подобные задачи давно, а в благоприятных условиях
(отсутствие в осадочном чехле высокоомных экранов и глубины
разведки, не превышающие 2 км) эффективно решаются
вертикальными и дипольными электрическими зондированиями
(ВЭЗ и ДЭЗ). При изучении больших глубин (до 20 км) много
лет применяются магнитотеллурические методы (МТМ): магни-
тотеллурические зондирования (МТЗ), простые и
комбинированные магнитотеллурические профилирования (МТП и
КМТП), метод теллурических токов (МТТ), 1магнито-
вариационные зондирования и профилирования (МВЗ
и МВП). Возможности решения подобных задач связаны с
различием удельных электрических сопротивлений слоев
геоэлектрического разреза.
Наряду с геометризацией АТЗ электроразведка (особенно
в комплексе с сейсморазведкой) все большую роль играет при
183

изучении петрофизических свойств среды в области АТЗ,. что
очень важно для прямых поисков нефти и газа. При
геометрических и физических подходах к интерпретации более
перспективны активные методы структурной электроразведки. Так, на
различии удельных электрических сопротивлений залежи и
окружающих пород основаны зондирования становлением поля
(ЗС) в ближней (ЗСБ) и дальней (ЗСД) зонах от источника и.
частотные зондирования (43) (при глубинах разведки до 5 км),,
а на различии сопротивлений и поляризуемостей — частотные
зондирования по вызванной поляризации (ЧЗ-ВП) (при
глубинах разведки до 2—3, км).
Теоретически малоамплитудные структуры и маломощные
залежи с мощностью, меньшей глубины залегания, не должны
выявляться электроразведкой. Однако практически благодаря:
изменению сопротивления и поляризуемости околозалежных
пород возможности электроразведки возрастают. Это изменение
объясняется миграцией углеводородов в покрывающие залежь
породы, кальцитизацией пор и другими факторами,
приводящими к повышению сопротивления среды [6]. За счет
эпигенетической пиритизации, аутигенной глинизации и других процессов,,
наоборот, сопротивление может понижаться, а поляризуемость
возрастать [16, 200, 201, 206]. Все это увеличивает
эффективную мощность, поперечное сопротивление или продольную
проводимость АТЗ и, следовательно, выделение их
электроразведкой.
При малых аномальных эффектах над залежами нефти и
газа необходимы повышенная плотность полевой информации,
привлечение приемов обработки электроразведочной
информации с помощью ЭВМ и комплексирования разных
геофизических методов. Так, в наиболее эффективном методе структурной
электроразведки — ЗС применяют сгущенную сеть
наблюдений, напоминающую систему наблюдений в методе
общей глубинной точки (МОГТ), многоканальные
профильные и площадные съемки, как в ближней к
источнику зоне, так и в промежуточной и дальней зонах. Если
раньше в структурной электроразведке преобладали приемы
качественной или полуколичественной интерпретации,
направленные на определение кровли опорных горизонтов, то сейчас
разрабатываются методы послойного расчленения разреза на
основе различных алгебраических трансформаций наблюденных
параметров и корреляции данных по соседним точкам. В
результате наряду с ранее применяемыми геоэлектрическими
разрезами, строящимися на основе интерпретации кажущихся
сопротивлений, используются разрезы на основе кажущейся
продольной проводимости, предложенные и разработанные В. А.
Сидоровым и В. В. Тикшаевым [8, 11, 16, 127, 145, 212], или
кинематических характеристик среды, например, по методу
184

А. А. Грозы [8, 15, 201]. Однако только при комплексировании
с сейсморазведкой, геофизическими исследованиями скважин и
грави-, магниторазведкой структурная и нефтегазовая
электроразведка может дать большой геологический и экономический
эффект. При этом большие надежды связываются с созданием
и внедрением автоматизированной системы управления
разведкой нефтяных и газовых месторождений, в частности для
электроразведки (ЭПАК) [6].
§ 18. ПОИСКИ СТРУКТУР В ОСАДОЧНОЙ ТОЛЩЕ
Электроразведкой охвачены все нефтегазоносные провинции
и перспективные районы Советского Союза. Наибольший объем
работ выполнен на Восточно-Европейской и Сибирской
платформах.
Восточно-Европейская платформа
Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция. Опорным
электрическим горизонтом в осадочной толще служат высоко-
омные карбонатные или галогенно-карбонатные породы ниж;ней
перми, карбона и верхнего девона, перекрытые проводящими
терригенными отложениями мезо-кайнозоя, верхней и нижней
перми. Глубины залегания опорного горизонта — от десятков
и сотен метров в платформенной части до 4 км и более во
впадинах Предуральского прогиба.
Электроразведкой прослеживаются крупные тектонические
элементы — погребенные валы, впадины, прогибы [202].
Крутопадающие высокоомные осадки палеозоя Печорской гряды
Предуральского прогиба создают благоприятные условия для
поисков и прослеживания локальных структур. Положительные
структуры (валы, поднятия) характеризуются повышенными
значениями средней напряженности поля (Е) по данным МТТ
и пониженными значениями суммарной продольной
проводимости по данным МТЗ и МТП. Эти методы обеспечили открытие
десятков локальных структур, многие из которых подтверждены
сейсморазведкой. Систематические электроразведочные
исследования способствовали открытию в Тимано-Печорской провинции
ряда нефтегазовых месторождений (Курьинского, Усинского,
Вуктылского и др.).
Волго-Уральская нефтегазоносная провинция.
Электроразведка решает задачу поисков структур в высокоомных
отложениях палеозоя (в галогенных и карбонатных осадках пермского
возраста, в карбонатных осадках карбона), залегающих под
проводящими терригенными породами мезо-кайнозоя и верхней
перми на глубинах от сотен до первых тысяч метров.
На рис. VII. 1 приведены результаты работ комплексом
КМТП и ВЭЗ по поискам структур в галогенных отложениях
185

50 100 ZOO 500 1000 2000 Sf, См
в
■ ■ ■ ■ ' ' .Л-Г
1,5 3 5 10 15 30 50 />кт1п,Ом-м
РИС. VI1.1. Результаты исследования комплексом ВЭЗ и КМТП рельефа
поверхности галогенного кунгура на Акбулакском участке Западного
Оренбуржья (по Ю. К. Гурьеву, А. М. Протасенко):
а — статистическая зависимость S\{E)\ б — схематическая карта суммарной продольной
проводимости Si (в См) надкунгурских отложений; в — статистическая зависимость
p/(pKmin); г — схематическая карта рельефа поверхности галогенного кунгура (изогипсы
в км); / — совмещенные точки КМТП и бурения; 2 — совмещенные точки КМТП и ВЭЗ
кунгура на одном из участков Западного Оренбуржья.
Статистическая зависимость между суммарной продольной
проводимостью S\ надкунгурской толщи по данным ВЭЗ и средней
напряженностью Е по данным МТТ (рис. VII.1, а) позволила
построить карту Si (рис. VII. 1,6), которая трансформирована
в схематическую карту поверхности галогенного кунгура
(рис. VII.1, г) с помощью графика статистической зависимости
между рк min кривых ВЭЗ и средним продольным
сопротивлением р/ отложений над кунгуром (рис. VII. 1,б). Эта
зависимость получена по параметрическим кривым ВЭЗ у скважин и
в точках, где имеются данные сейсморазведки. Подобные карты
способствуют наиболее рациональному направлению сейсмораз-
ведочных работ.
186

Корреляция данных ЗСБ по профилям кривых зондирования,
отражающих зависимость между продольной проводимостью
толщ разреза и глубинами их залегания, позволяет расчленять
осадочный чехол и картировать границы раздела между
достаточно мощными электрически разнородными отложениями [16,
127, 198, 211].
Рис. VII.2 иллюстрирует результаты применения ЗСБ на
Оренбургском валу, содержащем в подсолевых осадках
(нижняя пермь — карбон) газоконденсатную залежь небольшой
проводимости. По изменению проводимости всей надсолевой толщи
отмечается рельеф галогенных осадков кунгура. Изучение
проводимости подсолевых отложений дает возможность
картировать поверхность продуктивной толщи.
Прикаспийская впадина. В бортовых частях впадины с конца
50-х годов ведутся электроразведочные работы
преимущественно в модификации МТТ с целью поисков структур в соляной
толще кунгурского яруса. Отмечена тесная связь между
рельефом ее поверхности и средней напряженностью поля МТТ при
глубинах залегания соленосных отложений до 2—2,5 км.
Глубины залегания соляных тел определяются этим методом только
при наличии данных бурения и сейсморазведки или
зондирований, необходимых для получения статистической зависимости
между средней напряженностью поля по данным МТТ и
глубинами до поверхности соли.
На рис. VII.3 показана одна из схем строения поверхности
соли, полученная путем трансформации карты средней
напряженности поля МТТ с использованием МТЗ, в северо-западной
прибортовой части Прикаспийской впадины.
Во внутренней и внешней бортовых зонах впадины ведутся
электроразведочные работы комплексом ЗСБ и МТЗ для
расчленения разреза и прослеживания границ раздела в
осадочных, в том числе подсолевых, отложениях.
Поиски крупных приподнятых участков подсолевых
отложений в бортовых частях Прикаспийской впадины с применением
ЗСБ и МТЗ основаны на установленной в Нижнем Поволжье
закономерности: над локальными поднятиями подсолевых
отложений обычно наблюдаются области проводящих осадков
палеозоя относительно малых мощностей. При детальном
изучении проводимости этих осадков можно по аномальному ее
уменьшению отмечать поднятия подсолевого комплекса.
Наиболее проводящими из доступных исследованиям ЗСБ
подсолевых отложений являются терригенные осадки верейского
возраста среднего карбона. Глубина залегания их не более
5,5 км. Изучение проводимости этих отложений с целью поисков
крупных поднятий в подсолевом палеозое составляет одну из
задач электроразведки в бортовых зонах впадины.
Методика ЗСБ позволяет определять суммарную продоль-
187

S„Cm
booV
koo\
200\
£пр,См
00 rv
0
-2
ЛЛ
ч^
10m
MT3
РИС. VI 1.2. Результаты применения
метода ЗСБ по профилю на
Оренбургском газоконденсатном
месторождении (по Б. А. Ляпустину,
Л. И. Брусьянину):
;—точки ЗСБ; 2 и 3 — поверхности
галогенного кунгура и продуктивной толщи
соответственно по данным бурения и
сейсморазведки
™ „„„„Лп РИС. VII.3. Схема рельефа коверх-
JL ности соли по данным МТТ в Сара-
CD > EZ!2 [lEk
товском Заволжье (по А. С. Гри-
цаенко):
/ — изоглубины поверхности соли, км; 2 —
точки МТЗ; 3 — поднятия поверхности
соли (глубины 1,5 км); 4 — погружение
поверхности соли (глубины более 4,5 км);
5 — предполагаемые тектонические
нарушения
^'Г^1Ж1з|^1С^Н
ную проводимость Si надсолевой толщи, расчленять разрез по
проводящим слоям юра — нижний мел над солью и
прослеживать проводящие подсолевые породы сакмарского и верейского
возрастов. При помощи МТЗ определяется суммарная
продольная проводимость всего осадочного чехла. По этим данным
вычисляется проводимость и нижней части разреза — нижнего
карбона и девона.
Применение ЗС и МТЗ позволяет исследовать строение под-
солевых толщ в северных частях бортовой зоны и бортового
уступа Прикаспийской впадины. Это иллюстрирует карта
суммарной продольной проводимости надсолевых отложений,
которая характеризует рельеф поверхности соленосных осадков на
Краснокутском участке (рис. VI 1.4).
188

РИС. VI 1.4. Схематическая карта суммарной продольной провод и мостш
(в См) надсолевых отложений по данным ЗСБ, МТЗ на Краснокутском
участке северной прибортовой части Прикаспийской впадины (по В. Ю. За-
дорожной, В. В. Тикшаеву):
/_ точки наблюдений; 2 — скважины; 3 — тектоническое нарушение; 4 — бортовой уступ»
На территории Восточно-Европейской платформы при
поисках структур в осадочном чехле используют методы МТТ, МТП,,
КМТП и ЗСБ (Украина, Белоруссия, Московская впадина и др.)
[16, 77, 202, 203, 204].
§ 19. ИЗУЧЕНИЕ ПОГРЕБЕННОГО РЕЛЬЕФА ФУНДАМЕНТА
Для изучения поверхности погребенного фундамента
применяется комплекс геофизических методов, в который входят
сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ, КМПВ),
играющая ведущую роль, и методы гравиразведки,
магниторазведки и структурной электроразведки. Для картирования
рельефа фундамента используют следующие методы структурной
электроразведки.
189>

При небольшой глубине фундамента (до 1—2 км)
применяют вертикальные и дипольные зондирования (ВЭЗ и ДЭЗ), если
перекрывающий чехол сложен низкоомными терригенными
отложениями, и частотные зондирования, обычные, а иногда в
сочетании с вызванной поляризацией (43 и ЧЗ-ВП), если
перекрывающий чехол высокоомен.
При большой глубине фундамента (2—20 км) используют
в основном магнитотеллурические методы (МТМ): МТЗ, МТП,
КМТП, МТТ, МВЗ, МВП, а также зондирования становлением
поля в ближней (ЗСБ) и дальней (ЗСД) зонах от источника
<: использованием как обычных генераторных групп
электроразведочных станций, так и мощных источников тока, например
МГД-генераторов. Рассмотрим некоторые особенности
геоэлектрических разрезов ряда геологических провинций СССР и
используемые методы электроразведки для их изучения.
Восточно-Европейская платформа
В Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции
электроразведкой (МТП, МТЗ, МТТ) прослеживается рельеф рифей-
«ского метаморфического фундамента или залегающей над ним
высокоомной толщи.
В северо-западных районах Русской плиты, где
геоэлектрический разрез не содержит экранов, для изучения фундамента
используют методы ВЭЗ, ДЭЗ [202, 203, 204]. В подобных
благоприятных условиях рельеф фундамента отчетливо
проявляется и на картах средней напряженности Е поля ТТ (рис. VIL5).
Коэффициенты корреляции Е с глубиной Н до фундамента
составляют 0,90—0,67. Столь же тесная связь глубины залегания
фундамента с суммарной продольной проводимостью разреза
наблюдается по данным МТП и МТЗ.
Сложны для прослеживания фундамента районы с
развитыми в осадочном чехле мощными промежуточными толщами
высокоомных галогенных и карбонатных осадков палеозоя или
более древнего возраста. Методы постоянного тока в этих
условиях неприменимы. Использование же модификаций магнито-
теллурической разведки (МТТ, МТП, МТЗ, КМТП) и ЗС
ограничено влиянием экранов. К таким районам относятся
некоторые центральные районы Волго-Уральской нефтегазоносной
провинции (Пермское Прикамье, Башкирия, Западное
Оренбуржье), Прикаспий и др. [77].
В Волго-Уральской нефтегазоносной провинции и в других
районах платформы докембрийский кристаллический фундамент
прослеживается методами ЗС и МТЗ на площадях, где в
нижней части разреза (в рифее, нижнем палеозое) не развиты вы-
сокоомные карбонатные осадки. В противном случае картирует-
,190

РИС. VI 1.5. Схематическая карта средней напряженности Е (в усл. ед.)
поля ТТ Валдайского грабена Русской плиты (по Ф. М. Персицу и др.)
Штриховкой показаны области минимумов Е, соответствующие наибольшим глубинам до»
фундамента
ся лишь рельеф поверхности этих отложений, как, например,,
в Пермском Прикамье, Башкирии и др.
Удовлетворительные результаты картирования
кристаллического фундамента с применением ЗС и МТЗ получены в
некоторых центральных областях Русской плиты на территориях
Куйбышевского, Саратовского и Волгоградского Поволжья,
Западного Оренбуржья, Украины, Белоруссии [6, 16, 202, 203,
204].
На рис. VII.6 представлены результаты применения
комплекса ЗСБ и МТЗ на одном из участков Московской впадины
по сейсморазведочному профилю, где по данным метода общей7
глубинной точки (МОГТ) отмечается довольно спокойное
поведение горизонтов в нижней части осадочного чехла. Результаты
же ЗСБ расходятся с выводами сейсморазведки, указывая на*
значительное (200—500 м) поднятие слоев в додевонских
отложениях, но согласуются с данными МТЗ о поднятии рельефа
фундамента в этом месте.
При сложных геоэлектрических разрезах и глубоком
залегании фундамента для прослеживания его наиболее
эффективен метод МТЗ. Так, в Саратовском Поволжье фундамент
прослеживается на глубинах 7—14 км, а в Прикаспийской
впадине — на; глубинах до 18 км.
В северо-восточных районах платформы на территории Ти-
мано-Печорской нефтегазоносной провинции рельеф рифейского
196

Великое
село Холм
РИС. VI 1.6. Сопоставление
результатов электроразведки ЗСБ, МТЗ
и сейсморазведки в районе Великое
Село — Холм Московской впадины
(по Ю. Н. Попову, А. Л. Шейн-
кману):
/ — точка МТЗ и профиль ЗСБ; 2 —
границы раздела слоев осадочного чехла по
данным ЗСБ; 3 — рельеф фундамента по
данным МТЗ; 4 — границы раздела по
результатам сейсморазведки MOB и МОГТ;
5'— предполагаемое тектоническое нару*
шение
W*4w^
РИС. VII.7. Профили Е± и Е\[ в
сопоставлении с изменением рельефа
поверхности разновозрастных
горизонтов на Илычском участке
Верхнепечорской впадины (по Т. И.
Дубовой).
Поверхности отражающих горизонтов по
данным сейсморазведки MOB: / — галоген-
но-карбонатного в нижней перми, 2 —
карбонатного в карбоне — девоне
метаморфического фундамента или перекрывающей его толщи
высокоомных отложений нижнего палеозоя изучается комплексом
магнитотеллурической разведки (МТТ, МТП, КМТП, МТЗ).
При этом используется разделение полей на составляющие по
направлениям вкрест и вдоль простирания структур. Изменение
поля вкрест простирания связано главным образом с рельефом
поверхности промежуточного высокоомного горизонта
(карбонатных отложений нижней перми, карбона), а по
простиранию — преимущественно с рельефом фундамента или
залегающей над ним высокоомной карбонатной толщи. Поведение этих
поверхностей нередко бывает различным (рис. VII.7).
Аналогичные связи £„ и Е± с поверхностью разных структурных
горизонтов наблюдаются в Тимано-Печорской провинции и Пред-
уральском прогибе.
Скифско-Туранская плита
Западное Предкавказье. Методы ДЭЗ, ЗС, МТП, МТЗ
с начала 60-х годов применяются для прослеживания
поверхности высокоомного разновозрастного фундамента (докембрийско-
192

E;\jCA.ed.
izoV
woV
w
Ю
so1
набс
i + Ю км Карпинского
-^Г ЕГ/ СП ^
РИС. VI 1.8. Кривая средней
напряженности £ поля ТТ по профилю
Кочубей — Михайловка (Восточное
Предкавказье).
/ — поверхность палеозойского
фундамента (по Г. А. Масляеву); 2 —
предполагаемые тектонические нарушения
ПЖ1/ ШПп ^///ЕЗ/^ЕЭу
РИС. VII.9. Результаты МТП иМТЗ
в северной части
Западно-Сибирской плиты (по Ю. С. Копелеву,
В. С. Норхину).
/ — скважина, линия разреза; // —
стратиграфическая граница по данным бурения;
/// — подошва верхней юры (?) по данным
сейсморазведки; IV и V — предполагаемые
поверхности проводящего горизонта
(палеозоя ?) и фундамента (докембрия ?) но
данным МТП и МТЗ. Поднятия: / — Щун-
гинское, 2 — Надымское, 3 — Медвежье,
4 — Юбилейное, 5 — Уренгойское
го, палеозойского или триас-юрского) на глубинах до 3—4 км.
На стадии региональных исследований наиболее эффективно
применение ЗС и МТЗ. Этими методами исследованы
территории Восточно-Кубанского прогиба и других районов. При
детальном изучении рельефа фундамента (Тимашевская ступень,
Каневско-Березанский вал) удовлетворительные результаты
дает использование комплекса ДЭЗ и ЗС.
Восточное Предкавказье. На площадях Грозненского района
в 1929 г. было положено начало применению электроразведки
(профилирование и ВЭЗ) на нефть и газ в СССР. Были
оконтурены погребенные складки осадочных третичных пород
(Старо- и Новогрозненская, Сунженская, Адуюртская, Гудермесская
и др.) или уточнены их местоположение и конфигурация, а
также выяснены особенности геологического строения Зетеречной
равнины.
Для регионального изучения рельефа палеозойского
складчатого фундамента, залегающего на глубинах 1—10 км и более,
с 60-х годов применяют магнитотеллурические методы (МТТ,
МТП, МТЗ).
Погребенный под осадочным чехлом рыхлых проводящих
пород без промежуточных высокоомных экранов рельеф
фундамента достаточно отчетливо прослеживается по изменениям
средней напряженности поля по данным МТТ и суммарной про-
13-815
193

дольной проводимости осадочной толщи по данным МТП и МТЗ
(рис. VII.8).
Устюрт. Исследования методами ВЭЗ, ДЭЗ, МТТ начались
с середины 50-х годов. Решалась задача регионального
картирования крупных форм рельефа опорных горизонтов высокого
сопротивления (пермо-триаса или верхней юры), залегающих
на глубинах 2—2,5 км. В последующие годы методами ЗСБ,
МТЗ, МТП здесь изучен рельеф фундамента на глубинах до
8 км.
Западно-Сибирская плита
Геоэлектрический разрез плиты благоприятен для
электроразведки. Высокоомный метаморфический фундамент
палеозойского возраста перекрыт проводящим чехлом осадочных пород
мезо-кайнозоя, среднее продольное сопротивление которого
незначительно изменяется на больших протяжениях. Наиболее
устойчивы геоэлектрические условия в обширной юго-западной
части плиты. Средняя напряженность поля ТТ тесно связана
с изменением мощности проводящих рыхлых осадочных пород
и отражает региональное строение поверхности фундамента
[203].
На севере плиты (Салехард — Уренгой), где восточнее
Обской губы древний фундамент может быть докембрийским,
электроразведка (МТП, МТЗ) прослеживает его рельеф на
глубинах до 6—8 км [202]. При этом отмечаются также рельеф
высокоомного горизонта, входящего в состав доюрского
фундамента, и рельеф проводящей толщи (возможно палеозоя) над
древним фундаментом (рис. VII.9). Профиль S на рисунке
характеризует рельеф древнего фундамента; профиль Si — рельеф
доюрского фундамента. На картах 5i и S оконтуриваются
аномалии, ряд из которых отражает структуры, известные теперь
как газовые месторождения (Уренгойское, Юбилейное,
Медвежье и др.).
Сибирская платформа
Сложные сейсмогеологические условия Сибирской
платформы (крутые границы раздела, внедрения траппов в осадочный
чехол и др.) затрудняют применение сейсморазведки, поэтому
в комплексе геофизических методов большую роль играют маг-
нитотеллурические методы (МТМ): МТЗ, МТП, МТТ, КМТП,
МВЗ, а также зондирования становлением поля (ЗС).
На территории Тунгусской синеклизы выполнены
региональные маршрутные исследования МТМ. Маршруты приурочены
к рекам, поэтому наблюдения распределены по площади
неравномерно.
194

На юге платформы, в районе Иркутского амфитеатра,
основной объем работ составляют площадные исследования этими
методами.
Наиболее полный комплекс магнитотеллурических
исследований выполнен в Якутии на территории центральной части
Приверхоянского прогиба, Вилюйской синеклизы и
прилегающих к ней структур — на склонах Алданской и Анабарской,
Непско-Ботуобинской и других антеклиз. Здесь по равномерной
сети проведены региональные площадные магнитотеллурические
исследования.
Геоэлектрический разрез центральных районов Вилюйской
синеклизы и Приверхоянского прогиба в обобщенном виде
может быть представлен как трехслойный разрез типа Н.
Верхнюю часть разреза составляют мезозойские терриген-
ные отложения. Удельное сопротивление их 20—50 Ом-м.
Мощность достигает 5—6 км в Линденской и Лунхинской
впадинах и уменьшается до первых сотен метров на бортах
Вилюйской синеклизы. В верхней части отложений отмечается вы-
сокоомный неоднородный слой многолетней мерзлоты
мощностью до 500—600 м.
Ко второму геоэлектрическому комплексу относится толща
осадков от верхнепалеозойских до рифейских (?) включительно.
Карбонатно-галогенные отложения кембрия, для которых
характерна очень высокая (до 300—400 г/л) минерализация
пластовых вод, при погружении на глубины свыше 5—6 км, т. е.
в область повышенных температур, характеризуются
небольшими (менее 10 Ом-м) значениями сопротивления даже при
малой (0,005) трещиноватости пород [16]. То же отмечается и
для карбонатно-галогенных отложений Русской платформы,
залегающих на гораздо меньших глубинах [202,203]. Продольное
сопротивление второго комплекса в целом невелико —
единицы ом-метров. Поперечное сопротивление
карбонатно-галогенных отложений кембрия высокое. Они могут служить
опорным высокоомным горизонтом для методов постоянного тока.
Мощность второго комплекса 6—8 км в наиболее погруженных
частях Вилюйской синеклизы и Приверхоянского прогиба.
На бортах Вилюйской синеклизы средне- и верхнепалеозойские
отложения выклиниваются. Здесь породы мезозоя залегают
непосредственно на карбонатно-галогенных отложениях кембрия.
Сопротивление кембрийских отложений увеличивается в
бортовых зонах до нескольких десятков ом-метров.
Опорным высокоомным горизонтом в Вилюйской синеклизе
и Приверхоянском прогибе служат кристаллические породы
архея или метаморфизованные породы протерозоя. Не
исключено, что в глубоких впадинах Вилюйской синеклизы и
Приверхоянского прогиба могут быть развиты метаморфизованные
породы протерозоя, обладающие большим сопротивлением.
13*
195

WOO
700
500
300
200
150
100
70
50
30
20
15
10
7
5l
Ом-м
r
-
l_
Одна из главных особенно-
W ^У^ стей кривых МТЗ Вилюйской си-
неклизы и ее обрамления — ис-
каженность их горизонтальными
неоднородностями
геоэлектрического разреза. Это проявляется
в зависимости уровня, а нередко
и формы кривых МТЗ от
ориентировки измерительных
установок.
Вилюйская синеклиза
вытянута с юго-запада на северо-восток.
Этому направлению
соответствуют продольные, а
перпендикулярному к нему — поперечные
кривые МТЗ. Как правило, про-
1 i i ! i ! | дольные и поперечные кри-
1 1,5 2 3 5 7 ю 1520'у/т'с1/2 вые МТЗ не совпадают. Обычно
? они расходятся по оси сопротив-
РИС. VII.10. Эффективные кри- лений, а в некоторых случаях
левые МТЗ для Вилюйской сине- ресекаются. Основная причина
клизы и обрамляющих ее расхождения зтих кривых на тер-
структур: ритории Вилюйской синеклизы
i~iv - подтипы кривых и ее обрамления _ действие
гальванических эффектов обтекания
й концентрации электрического тока, при этом наименее
искаженную геологическую информацию, за исключением некоторых
случаев, дают средние, или так называемые эффективные,
кривые МТЗ [116, 117, 119] (рис. VII.10).
Кривые МТЗ для центральных, восточных районов
Вилюйской синеклизы и Приверхоянского прогиба в видимом
диапазоне периодов вариаций относятся к кривым типа Н
(рис. VII. 10). Для них характерны невысокий уровень
кажущегося сопротивления (от единиц до нескольких десятков
ом-метров), наличие протяженной нисходящей ветви, минимума
и восходящей ветви. Абсцисса минимума может достигать 200
и даже 400 с. Кривые подтипа I обычно характерны для
участков большой мощности осадочного чехла, где суммарная
продольная проводимость разреза превышает 1000—1500 См.
Эффективные кривые МТЗ подтипа II характеризуются
минимумом, абсцисса которого обычно не превышает 10—20 с, и
восходящей ветвью. Кривые приурочены к зонам перехода от
глубоких впадин к их бортам. Суммарная продольная
проводимость осадочного чехла в этих зонах изменяется от 500—700 до
1000—1500 См. Такой же тип кривых МТЗ характерен для
впадин юго-западной части Вилюйской синеклизы.
Для прибортовых зон Вилюйской синеклизы с
проводите

мостью осадочного чехла примерно от 100—150 до 300—400 См
эффективные кривые МТЗ характеризуются участком
восходящей ветви с уровнем кажущегося сопротивления более 100 Ом-м
(подтип III). Нередко восходящая ветвь несколько выполо-
жена.
Для структур обрамления Вилюйской синеклизы и тех
бортовых ее зон, где мощность мезозойских отложений сильно
сокращена, а суммарная продольная проводимость осадочного
чехла не превышает 100 См, характерен подтип IV
эффективных кривых МТЗ. На этих кривых выделяются две восходящие
ветви, разделенные перегибом или максимумом. Уровень
кривых — несколько сотен (иногда и тысячи) ом-метров. Первая
восходящая ветвь, отражающая суммарную продольную
проводимость осадочного чехла, относится к периодам вариаций
менее 10—15 с. Абсцисса максимума составляет обычно 20—25 с.
Вторая восходящая ветвь в той или иной степени выположена.
Такой тип кривых МТЗ отражает присутствие на глубинах 30—
40 км слоя с пониженным по сравнению с кристаллическим
фундаментом удельным сопротивлением [16].
Наиболее пригодными для количественной интерпретации
являются кривые МТЗ I подтипа. По нисходящей ветви этих
кривых определяется глубина залегания подошвы мезозойских
отложений [116, 117].
Ордината минимума кривых позволяет определять среднее
продольное сопротивление р/, а положение восходящей ветви —
величину 5. Однако для определения pi необходимо
предварительное знание возможных диапазонов изменения параметров
обобщенного трехслойного разреза типа Н. Менее требователен
в этом отношении способ количественной интерпретации,
основанный на трансформации кривых МТЗ в графики зависимости
кажущейся проводимости от эффективной глубины
проникновения электромагнитной волны [16].
Для количественной интерпретации кривых остальных типов
необходима опорная информация о мощностях осадочного
чехла. Это касается и кривых подтипа II, имеющих минимум, так
как при отсутствии информации о короткопериодной части этих
кривых необходимо знать, какой тип разреза они отражают —
двухслойный или трехслойный.
Информация о мощности осадочного чехла в виде данных
глубокого бурения на склонах Алданской и Анабарской антек-
лиз и в северо-восточной части Непско-Ботуобинской антеклизы,
материалов зондирования становлением поля в ближней зоне
на Непско-Ботуобинской антеклизе, а также результаты
интерпретации кривых МТЗ для глубоких впадин Вилюйской
синеклизы позволили для всей территории Западной Якутии
составить сводный график зависимости мощности осадочного чехла
от его суммарной продольной проводимости (рис. VII.11).
197

По полученной зависимости выполняется пересчет значений
проводимости осадочного чехла в значения его мощности для
всей территории, где получены значения проводимости.
Результаты количественной интерпретации кривых МТЗ
в сопоставлении с данными точечных глубинных
сейсмозондирований, сейсмических наблюдений со станцией «Тайга» и
непрерывного сейсмического профилирования MOB приведены на
рис. VII. 12. Следует подчеркнуть, что сейсмические данные
о рельефе кристаллического фундамента получены позже
данных электроразведки. Как видно, метод МТЗ достаточно
уверенно картирует в региональном плане рельеф
кристаллического фундамента. По магнитотеллурическим данным впервые
были достоверно оценены мощности осадочного чехла ряда
впадин, выяснены основные черты их глубинного строения. Так,
результаты МТЗ указали на несоответствие для ряда участков
Вилюйской синеклизы (в частности — для Хапчагайского
поднятия) структурных планов горизонтов в мезозойских
отложениях и в низах осадочного чехла. В Линденской впадине метод
МТЗ картирует наряду с рельефом фундамента подошву
мезозойских отложений, к которой приурочен и сейсмический
горизонт. Более сложный геоэлектрический разрез наблюдается
в Тунгусской синеклизе.
§ 20. ИССЛЕДОВАНИЯ НА МОРЕ
Как отмечалось в § 14 книги первой, морская
электроразведка чаще проводится в шельфовых районах морей и океанов
с небольшой (до 100 м) глубиной и предназначена для
структурных исследований осадочной толщи пород на глубины до
4—5 км. [5, 16]. Однако в 80-е годы благодаря работам
институтов ИЗМИРАН, Океанологии, НПО «Южморгеология» и
других организаций электромагнитные методы начинают
разрабатываться и внедряться для изучения глубинной
электропроводности (до 200 км) под дном морей и океанов [54, 55, 56].
Структурные исследования на шельфе предназначены для
расчленения осадков как по глубине с помощью различных
методов зондирований (НДОЗ-М, ЗС-М, МТЗ-М), так и в
горизонтальном направлении с помощью методов НДОЗ-М, а в
основном путем съемок естественных (ЕП-М) и вызванных
(ВП-М) потенциалов и электропрофилирования (ЭП-М)
[46, 49, 54]. Интерпретация данных структурных
морских исследований проводится примерно так же, как и
при полевых работах (см. § 15, 16, 17, 20, 31, 34, 50, 52).
Однако необходимо учитывать экранирующее влияние водной толщи
и применять методы интерпретации, исключающие это влияние
[46, 53, 54].
198

12
10
5Y-
ч
W
&№$&&**
:++-^
_i i I l
L°-J/ njz Ц. ]j
#7 Л7 50 70 100
200 300 500
1000
2000 JOOOS,cm
РИС. VII. 11. График зависимости H(S) по данным МТЗ, ЗС и бурения для
Вилюйской синеклизы и обрамляющих ее структур (по Е. Н. Зуеву,
И. А. Яковлеву):
J — МТЗ у скважин; 2 — ЗС; 3 — МТЗ
РИС. VII. 12. Схема расположения профилей (а) и результаты
электроразведочных и сейсмических исследований по профилю /—/ (б):
/ — профили сейсмических исследований; 2 — поверхность фундамента по сейсмическим
наблюдениям со станцией «Тайга» (по Н. В. Чернышеву, А. В. Егоркину и др.)- 3 —
сейсмические горизонты по данным MOB (ТП — подошва триаса, К—в толще кембрия);
4 — подошва мезозоя по данным МТЗ (по И. А. Яковлеву); 5 — поверхность фундамента
по данным МТЗ (по Е. Н. Зуеву, И. А. Яковлеву); 6 — тектонические нарушения по
сейсмическим данным

«
/
1 1J
•
4i i i )
Г" Л
J
a
n
IT
v^-^л |
0 10 20 30 W 50 60 70 jt,km
РИС. VII.13. Сопоставление графиков кажущегося сопротивления по
данным непрерывного электропрофилирования установкой AMNB (а) в районе
развития соляных куполов в северо-западной части Каспийского моря с
результатами сейсморазведки MOB (б):
/ — граница соляных куполов по данным MOB; 2 — другие отражающие границы
осадочного чехла по данным MOB
Первые морские электроразведочные работы в довоенные
годы проводились на Каспийском море. В небольших объемах
они выполнялись также начиная с 60-х годов. В качестве
примера на рис. VII. 13 приведены графики непрерывного
электропрофилирования симметричной установкой AMNB с разносом
1150 м в районе развития соляных куполов в северо-восточной
части Каспийского моря. Графики сопоставлены со
схематизированным сейсмогеологическим разрезом по близлежащему
профилю MOB. Сводовые части куполов, находящиеся,
по-видимому, на 100—200 м ниже дна моря, четко выделяются резким
возрастанием кажущегося сопротивления от 20 до 1000 Ом-м и
более.
На рис. VII. 14 дан пример профилирования
дифференциальной установки MAN (AM-50 м) с измерением Д£/ДИф и
установкой градиента естественного поля (ЕП) с MiV=100 м с целью
выявления и трассирования неглубоко залегающих
тектонических нарушений в районе с преимущественно карбонатным
разрезом придонных отложений. В средней части северной
половины планшета четко выделяются зоны дифференциальных ано-
190

;|
CSJ
I
/
Ч
\
«га
^
■£
1

малий и сопутствующих им аномалий естественного поля.
Аналогичная зона намечается несколько западнее.
Обе аномальные зоны в общем соответствуют естественному
продолжению предполагаемых тектонических нарушений за
пределами участка исследований. Возможно, что
зарегистрированные аномалии градиента естественного электрического поля
вызваны процессами фильтрации пресных вод в зоне
вероятного тектонического нарушения. По южным профилям четко
прослеживаются затухающие в юго-западном направлении
дифференциальные аномалии, характерные для горста. Вблизи
восточных концов этих профилей к югу от предполагавшегося
сброса наблюдаются слабые аномалии, которые также могут
быть связаны с тектоническим нарушением.
На рис. VII.15 дается пример применения морской
электроразведки методом становления поля в ближней зоне (ЗСБ) для
расчленения терригенно-карбонатного разреза с суммарной
продольной проводимостью 400—700 См и изучения основных
элементов тектоники района [54]. В разрезе осадочного чехла
выделяются 4—5 горизонтов, различных по электрическому
сопротивлению. Нижняя граница раздела, по данным ЗСБ, в целом
согласуется с данными сейсморазведки MOB — ОГТ и КМПВ.
Применение метода ЗСБ позволило получить сведения о
глубинной тектонике исследуемой акватории. В западной ее части
выявлена крупная впадина, в восточной — намечены два
поднятия, удовлетворительно согласующиеся с поднятиями по двум
различным геоэлектрическим горизонтам в нижней части
осадочного чехла. Эти горизонты прослеживаются на участках,
отделенных друг от друга зоной предполагаемого, по данным
сейсморазведки MOB, тектонического нарушения.
В больших объемах морские работы методами НДОЗ и ЗС
с измерением магнитной (ЗСМ) и электрической (ЗСЭ)
составляющих электромагнитного поля были проведены на Азовском
море в 50—60-е годы. На рис. VII. 16 показаны результаты
НДОЗ и ЗС по одному из профилей на Азовском море. Как
видно, хорошо прослеживается поверхность опорного
электрического горизонта большого сопротивления. Значения суммарной
продольной проводимости, так же как и глубины, по данным
НДОЗ, ЗСМ, ЗСЭ оказались практически одинаковыми. Это
позволило сделать вывод о значительной мощности опорного
электрического горизонта и отождествить его, исходя из общих
геологических данных, с фундаментом. При различиях глубин
залегания высокоомных опорных горизонтов по данным НДОЗ,
ЗСЭ, с одной стороны, и ЗСМ, с другой, первые методы
отмечают кровлю непроводящих экранов, а второй дает
информацию о подэкранных отложениях. Полученные результаты в
целом были подтверждены последующими сейсморазведочными
работами КМПВ. Рассмотренный пример показывает, что с по-
202

РИС. VI1.15. Сопоставление схематической структурной карты по данным
электроразведки ЗСБ с результатами сейсморазведки MOB на одном из»
участков Азовского моря:
1 -— изогипсы электрических горизонтов, м; 2 — изогипсы отражающих горизонтов, м;
3 — предполагаемые тектонические нарушения по данным MOB; 4 — профили и центры)
wm и, ид* gjj ПН> 4L±AJr
РИС. VI 1.16. Сопоставление геоэлектрического разреза по данным НДОЗ
и ЗС с результатами MOB и КМПВ (Азовское море):
{^ТГ поверхность опорного горизонта большого сопротивления; 2 —глубины по данным»
НДОЗ (а), ЗСМ (б) и ЗСЭ (в); 3 — отражающие горизонты; 4 — преломляющие
горизонты
мощью методов морской электроразведки можно изучать
тектонику поверхности фундамента. В результате морской
электроразведки для большей западной части Азовского моря
построена схематическая карта поверхности опорного электрического
горизонта [54]. Она увязана с результатами геофизических
исследований прилегающих районов суши и опорного бурения.
203

Наибольшей глубинностью отличаются магнитотеллуриче-
ские зондирования (МТЗ-М). Они применяются не только для
структурных, но и для глубинных исследований с целью
выявления электропроводящих слоев в земной кор€ и верхней
мантии (см. § 55) [16, 199, 203].
§ 21. ПРЯМЫЕ ПОИСКИ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Главными физико-геологическими предпосылками для
использования электроразведки при прогнозировании
нефтегазоносное™ являются: а) существенное различие электрического
сопротивления и поляризуемости водо- и нефтегазонасыщенных
пород в пластах-коллекторах; б) закономерное изменение
электрических свойств в больших объемах пород, окружающих
залежи, которое связано с вторичными изменениями разреза под
воздействием залежей. Эти изменения в пластах и разрезе
выражены значительно более контрастно, чем изменения других
физических свойств (плотности, упругости и т. п.), что дает
некоторые преимущества электроразведке в общем комплексе
методов прямых поисков.
В пластах-коллекторах наиболее часто отмечается
возрастание сопротивления в 8—10 раз в случае их газонасыщения и
в 3—4 раза при нефтенасыщении. По единичным наблюдениям
в скважинах поляризуемость нефтенасыщенных коллекторов
увеличивается в 2—3 раза (с 3—4% за контуром до 6—11%
в контуре нефтеносности). В укрупненных электрических
горизонтах, включающих иногда десятки продуктивных пластов и
достигающих мощности нескольких сотен метров, электрическое
сопротивление возрастает лишь в 1,5—4 раза.
Расчеты и моделирование, выполненные с учетом
приведенных данных, показывают, что при допустимой погрешности
измерений (±5%) прямые эффекты невелики даже от
крупнейших залежей (с суммарной эффективной мощностью ЛЭф=100 м
и более). При нахождении таких залежей на глубинах около
2 км и более в электромагнитных полях на поверхности земли
они должны отмечаться слабыми аномалиями, соизмеримыми
с уровнем помех. Эти аномалии существенно возрастают в
случае электрического зондирования с использованием скважин,
когда часть установки погружается в изучаемую среду. В
частности, применение вертикального погруженного диполя
повышает разрешающую способность зондирования в 10—13 раз
по сравнению с наземными ВЭЗ [210]. Повторные наблюдения
ДЭЗ на Газлинском месторождении в процессе его
эксплуатации показали, что при благоприятных условиях, т. е. малой
глубине залегания (около 450 м) и большой мощности залежи
(более 100 м), значительные эффекты непосредственно от
залежи могут быть измерены и на поверхности земли [198]. На этом
204

РИС. VII.17. Сопоставление средних кривых ДЭЗ по измерениям 1962—
1963 гг. и 1967 г. в районе Газлинского месторождения (по данным
А. С. Бугровой, М. Г. Зариповой и др.):
/ — измерения 1962—1963 гг.; 2 — измерения 1967 г.; 3 — контур газоносности; 4 — ось
Кара-Кырской структуры
месторождении после отбора нескольких десятков млрд. м3 газа
рк по кривым ДЭЗ понизилось на 10—20%, в то время как на
соседней неперспективной структуре Кара-Кыр, по данным
ДЭЗ, оно не изменилось (рис. VII. 17).
Обычно электрические аномалии, наблюдаемые на
месторождениях как структурного, так и неструктурного типов,
превосходят расчетные, иногда во многие десятки раз. Это
возрастание амплитуды реальных аномалий обусловлено вторичными
ореольными изменениями электрических свойств пород.
Аномалии развиты сильнее на мелких разрушенных
месторождениях, при наличии карбонатных покрышек, тектонических
нарушений и, в меньшей мере, при увеличении возраста
вмещающих пород [6, 16 199, 210]. Наиболее четкие аномалии
получены по материалам ЗС, что, возможно, объясняется
особенностями природы неустановившихся полей, в частности
суммарным эффектом от изменения электрического сопротивления и
поляризуемости пород. Например, на Жетыбайском
месторождении (рис. VII. 18) наблюдаются интенсивные аномалии, в том
числе контактового типа, которые не могут быть объяснены
влиянием только самих залежей, достаточно мощных (до 100 м),
но залегающих на значительной глубине (1800 м).
Аномалии поляризуемости на месторождениях связываются
с образованием повышенной концентрации сульфидов (преиму-
2С5

J 5 Wpfin-n 30 ISO Ю 50 100 ПК
РИС. VII. 18. Характерные результаты ДЭЗ и ЗС локализации эффектов
в области нефтяных залежей на Жетыбайском нефтяном месторождении
(составлено А. С. Бугровой и М. А. Киричек по материалам треста
«Спецгеофизика», 1972 г.):
а - разрез нормированных разностей бркн по данным ДЭЗ; б-разрез бртн по данным
ЗС; в-графики дифференциального параметра; / — изолинии бркн; 2 — контактные
максимумы; 3 — границы нефтяных залежей; I—XI — нефтяные горизонты
щественно пирита) в области залежи и ее ореола, а также на
путях миграции углеводородов к ловушкам. Под воздействием
углеводородов происходит восстановление сульфатов,
содержащихся в пластовых водах [210].
Тематические исследования включают в себя анализ и
обобщение материалов электрокаротажа для получения
количественных показателей геоэлектрической модели месторождений
в разведуемом районе и оценки возможных эффектов от
залежей при наблюдениях на поверхности земли и в скважинах
[199]. Всесторонне изучаются общие геологические данные,
позволяющие судить о путях миграции углеводородов и о развитии
ореольных явлений для оценки применимости метода ВП.
В районах, где ранее в большом объеме выполнялись
электроразведочные съемки, производится переинтерпретация
архивных материалов с применением специальных способов
анализа с повышенной разрешающей способностью (см. табл. VII 2
группа II). Этот процесс позволяет исключить или значительно
06

уменьшить объем параметрических наблюдений и выявить
перспективные в нефтегазоносном отношении объекты для
дальнейших детальных съемок.
В результате анализа архивных данных ВЭЗ, например, на
Северном Сахалине было выявлено более 20 перспективных
аномалий. Из них девять, приуроченных к периферийным
частям антиклинальных структур, находятся вблизи известных
нефтегазовых месторождений и могут быть связаны с
тектонически экранированными залежами. Одна из аномалий,
связанная лишь с центральной частью структуры, была получена на
Восточно-Дагинской площади после установления нефтегазонос-
ности разреза первой скважиной. Последующим бурением
подтвердился прогноз ограниченности залежи контурами аномалии.
В процессе тематических работ теоретически и по
имеющимся экспериментальным электроразведочным материалам
оценивают возможные аномальные эффекты от залежей и
определяют методику дальнейших работ, в первую очередь
параметрических (эталонных). Их выполняют на известном
месторождении (или нескольких месторождениях, типичных для региона)
и на «пустой» площади с целью оценки степени соответствия
наблюдаемых аномалий электромагнитного поля
геоэлектрической модели, установленной по данным электрокаротажа. С
учетом параметров этой модели выбирают методику
параметрических измерений и комплекс методов исследований. В
зависимости от глубины до продуктивной толщи и характера
геоэлектрического разреза могут опробоваться различные модификации
электроразведки с использованием постоянного тока (ВЭЗ,
ДЭЗ), неустановившихся (ЗС, ЗСТ) и естественных (ТТ, МТП,
МТЗ) полей (табл. VII. 1), а также комбинации зондирований
частотных и вызванной поляризации (ЧЗ-ВП). В заключение
производится планомерная оценочно-поисковая съемка
площадного или профильного типа (масштаб 1:50 000—1:25 000 и
крупнее) согласно разработанной методике.
Методика наблюдений ориентирована на выявление
перспективных аномалий, что возможно лишь при достаточной густоте
наблюдений по профилю и по глубине, определяемой по
используемым параметрам (разносу /?, частоте со, времени t).
Необходимая детальность достигается, в частности, если шаг по
профилю составляет не более Z/8, где / — ожидаемая длина
(ширина) залежей в районе.
В методе сопротивлений широко применяется
экваториальная дипольная установка как оптимальная по совокупности
разрешающей способности и энергетического характера поля.
Наряду с регистрацией в режимах дальней и ближней зон
применяется так называемый оптимальный разнос ЗС. Он
выбирается экспериментально (аналогично разносу в
профилировании при работах на постоянном токе) и ориентировочно оце-
207

Таблица VII.l
Методы электроразведки, применяемые для поисков залежей нефти
и газа, в зависимости от типов геоэлектрических разрезов
Глубина
залежей, км
<1,5
<з
>3 «6-7)
Разрезы без экранов*
ВЭЗ-ВП, ИНФАЗ-ВП,
ЕЭП, ВЭЗ, ДЭЗ, ЗС,
мтт
ВЭЗ, ДЭЗ, ЗС, МТТ,
ЧЗ-ВП |
ЗС, МТП, МТЗ
Разрезы с
маломощными
экранами пластовой
формы выше залежей**
ВЭЗ, ДЭЗ, ЗС,
мтт
ЗС, МТТ
ЗСМ, МТЗ
Разрезы с
мощными экранами,
в частности
сложной формы, выше
залежей***
ЗСМ, МТТ
ЗСМ
ЗСМ, МТЗ
* Западная Сибирь, Западная Туркмения, Сахалин и др.
** Западный Узбекистан, Прибалтика и др.
*** Прикаспийская впадина, Припятский прогиб и др.
нивается из соотношения /? = 2ч-3 Н, где Н— глубина
залегания продуктивной толщи.
С целью увеличения полезного сигнала в методе ВП
применяют симметричную установку Веннера [MN= (1/3) А В],
несмотря на ее пониженную чувствительность к горизонтальным
неоднородностям разреза. Для ослабления эффектов
становления поля используют ортогональную установку, в которой
питающая и приемная линии перпендикулярны друг к другу.
Возможности этой установки наилучшим образом реализуются при
работе с высокоточной аппаратурой ИНФАЗ-ВП (±0,06°). При
работах по методу ВП с использованием источников
постоянного тока целесообразна регистрация всего процесса спада
Л^вп, позволяющая получать дополнительную информацию
о разрезе по временным характеристикам спада.
Съемки методом ВП обычно ведут с шагом 1—0,5 км при
сгущении точек на участках детализации до 0,2 км. Применяют
вертикальные зондирования в сочетании с профилированием
при относительно больших разносах (АВ=1 км), а также
измерения на нескольких частотах (ИНФАЗ-ВП).
Наблюдения естественных полей (МТЗ, МТП, КМТП, ТТ)
производят согласно действующим инструкциям. В случае МТП
в рабочий интервал частот по возможности включают частоты,
характеризующие продуктивную часть разреза. Масштаб
съемки соответственно укрупняется.
Методика выделения нефтегазоперспективных аномалий по
изменению электрического сопротивления, как и при структур-
208

ной разведке, имеет качественную и количественную стадии, но
приемы интерпретации несколько усложняются; на обеих
стадиях большое внимание уделяется не только определению
геометрических показателей локальной неоднородности, но и
решению вопроса о природе возмущающего объекта. Необходимое
детальное изучение геоэлектрического разреза производится
специальными методами интерпретации электроразведочных
данных (табл. VII.2). Эти методы вначале апробируются на
эталонных данных, в качестве которых используют результаты
расчетов для простейших неоднородностей, материалы
физического моделирования, результаты параметрических наблюдений
Таблица VII.2
Методы и способы интерпретации электроразведочных данных при прямых
поисках залежей нефти и газа различными модификациями,
исследующими э-елфическое сопротивление пород
Группа
Методы и способы
Основная получаемая информация
III
Методы качественного анализа:
1) анализ исходных данных
(кажущихся сопротивлений)
2) анализ изменения
проводимости укрупненных горизонтов
3) анализ нормированных
кажущихся сопротивлений
4) корреляционный анализ
5) распознавание образов
Методы дифференциальных
преобразований:
1) вычитание полей
2) расчет кажущейся
продольной проводимости
3) нормированные производные
Методы количественных оценок
с использованием аналитических
решений:
1) исключение «структурного»
эффекта посредством его расчета
по параметрам фонового
разреза с учетом данных
сейсморазведки
2) определение параметров
вмещающей среды путем
исключения влияния верхних слоев,
нахождение размеров и
глубины неоднородности
аналитическим продолжением
аномальных значений потенциала
Обнаружение неоднородности и
определение ее планового
положения; иногда приближенная
локализация в плоскости
вертикального разреза и грубая
количественная оценка (способы 1—4)
Послойное детальное расчленение
разреза (особенно способы 2, 3).
Локализация неоднородности в
плоскости вертикального разреза
и в плане, ее стратиграфическая
привязка. Характеристика
микроструктуры аномалии (главным
образом способы 2, 3)
Та же информация, что и по
группе II, но для укрупненных
электрических горизонтов и
неоднородностей
14-815
209

на известных месторождениях и неперспективных площадях.
За основной показатель эффективности метода принимается
степень коррелируемости получаемого результата с данными
злектрокаротажа. В качестве основных аномальных признаков
выделяют: а) область пониженного значения параметра
(сопротивления), сопутствующую залежам и локализующуюся
обычно выше продуктивной толщи; б) зону повышенного
сопротивления в продуктивной толще, соответствующую всему
месторождению; в) локальный максимум параметра, как правило,
изометричной формы, увязываемый с центром залежи; г)
контактные эффекты в периферийной части месторождения.
Аномалии поляризуемости выделяются в основном
качественно: посредством совместного рассмотрения кривых рк и riK,
а также разрезов рк и цк; по разрезам определяют
пространственное положение аномалии. Лишь в отдельных случаях
количественно оценивают глубину и интенсивность аномалии
общепринятыми способами с использованием теории горизонталь-
нослоистых сред. При измерениях на переменном токе
анализируется фазовый параметр фквп. Интерпретация результатов
фазовых измерений проводится теми же приемами, что и
графиков т]к, получаемых при наблюдениях с импульсным
возбуждением поля. На рис. VII.19 приводятся графики цк и фквп
в районе некоторых нефтяных месторождений Прикаспийской
впадины. В большинстве пунктов отмечается определенное
соотношение между величинами т]к и фквп, при котором 1% Цк
отвечает 0,1° фквп. При одинаковой геологической
эффективности каждая из модификаций метода ВП обладает
специфическими преимуществами: применяя аппаратуру ИНФАЗ-ВП,
можно провести более высокоточные измерения фк, достичь
большей производительности и глубинности; при наблюдениях
ВЭЗ-ВП получают более полную информацию о разрезе, что
особенно ценно на сложных объектах.
Электроразведка в варианте наземных наблюдений успешно
применяется для непосредственного прогнозирования нефтега-
зоносности во многих районах Советского Союза. Как правило,
это районы со сложными геолого-геофизическими условиями
(Западный Узбекистан, Прикаспийская впадина, Восточная
Сибирь и др.). Наиболее широко используется метод ЗСМ. В
некоторых районах с интенсивно развитыми процессами миграции
углеводородов к поверхности земли (Прикаспийская впадина,
Украина) в значительных объемах ведутся съемки ВП. Обычно
для повышения надежности геологического результата
электроразведка применяется в комплексе с другими
геофизическими и геохимическими методами прямых поисков (табл. VII.3).
При этом в усложненных условиях (см. табл. VII. 1) комплекс
пока весьма широкий и включает практически все основные
геофизические и геохимические методы [198, 199]. Параметриче-
210

скими работами
последних лет показана
возможность
выделения электроразведкой
месторождений нефти
и газа неструктурного
типа (приуроченных
к неантиклинальным
ловушкам — зонам
выклинивания,
тектоническим блокам, рифам
и т. п.). Аномалии,
коррелирующиеся с
контурами залежи
таких месторождений,
зафиксированы методом
ВП (нефтяные
месторождения Кумоай в
Прикаспийской
впадине и Асфальтовая гора
в Хадыженском районе
Северного
Предкавказья) и методом ЗС
(газовые
месторождения Уртабулак и Зе-
варды в Западном
Узбекистане, Мишкин-
ское нефтяное
месторождение в Удмуртии,
Ярактинское нефтяное
месторождение в
Восточной Сибири и др.).
Поиски нефтегазо-
перспективных
электрических аномалий на
основе
предварительных работ эталонного
типа ведутся в
Западной и Восточной
Сибири, в различных
районах Средней Азии (в
Западном Узбекистане,
Туркмении, на
Мангышлаке), в
нескольких районах
Прикаспийской впадины (в
южной части, на севе-
s х • »к
«* s S а
*< и Я
о <у w
Н с=С О Я
<D Ъй С 6?
\о о) 0Q
Си <я
3 я >>
sc-
W S Л
>
CO СЧ
со as
s
О) <D
за
.. as >»
-—■ч « л
« 2
,§1
^^
Ъ
л -
IV
\ \ —
))
/ 1 -
<. (
М-
к
/ V
1 1
|£
#70
Ц
*ь\
^
Ui
1 +
1 *■
ш
и 11
aej 1
\ 1
'/
II
]|
1к
0^'
и
11
§1ММ
^ ^ «а
§
*
го
v>4
В
14*
21»

г* -е-
« 5
та п
Я
О
X
3
S
«
о,
с
S
о.
со
о
О
° 5
л» СО
-е-
о
с
S
о
о,
о
о.
о.
С
Решаемые задачи
Другие
геофизические и
геохимические методы
комплекса
Глубинность
отдельных

применяемых методов
Метод (модификация)
электроразведки
Изучаемый
параметр

Гипсометрический уровень
измерений
Изучение ореольных
явлений в воздухе и в
приповерхностных слоях
Космическая
съемка,
магниторазведка,
термометрия, геохимия
Первые
десятки
метров
Аэроэлектроразведка*
Электрическое
сопротивление
Атмосфера
Изучение ореольных
явлений в
приповерхностных слоях
То же
То же
Радиоволновые методы
(РВМ)**
Диэлектрическая
проницаемость
Поверхность
земли
Как правило, изучение
ореольных явлений в
надпродуктивной толще
Термометрия и
геохимия
<0,5 км
Метод вызванной
поляризации (ВП):
а) на постоянном
токе (ВЭЗ-ВП)
б) на переменном
токе (ИНФАЗ-ВП)
Поляризуемость
Метод естественного
электрического
потенциала (ЕЭП)**
Напряженность
поля естественных
электрических
потенциалов
212

я я к
К Я w
я 3 R
•^ е и
Я Я
»Я о;
2 О
5 н
t_ 9Я
о о
О)
я ч
л. G
Я Н
<D ss
42 а> о
S ч я
•к
о.
= ~ н
Я н Я
4 * о
та >, jj-
5 «=С О
о о
я о- х
та я я
Л- я
зведка
иразве
четное
та я sr
о. та
о Си
я U в
я
та я .
^ Ч та
1 << я «
уточнения
сейсми-
нефтегазо-
ивных
й
я
ироды
ских
рспект
омали
q &<ц <и я
е( я sr с та
<М
1
0,5
s
м
^
|
со
Л
S
м
со
V
8 Ж
Уса
Я
О,
н
овле-
я
ста
я
я
я
»я »я
си а>
я я
гг(
<
Я
Я
Я
«=3
ХО
М
онах,
со
р
и
СО
CQ Я
е*СО
Яф
Si
о я со со £2
со я^^ГГ
я
та
°-Sco
« U £ л
§ 5 « н
S е н °
ко. и
2 с я о
/5 О *5 О.
^ О Я Я
<т>
&*
я
а,
>»
1=3
ч
о
н
о ..
ё§
о
н
а>
S
я
я
та
я
о
а.
я
е(
о со
сон
CD
я
я
та
я
я
Я
я я
5 я
я я
•е- хо
схС о
ян «
~£~£^
« я
>>£
5 «
sa*
Я я *
S я
8 - g «
«§§§
та о
hn в Я о
я х и
я о о
д xffi
та * я
^я S §
S« 5 я
я я н с
,9 о о
со со я я
2
О Си
|-§
к н н
&£ х
та 5 я
нС Я О
о я л
« я £
о су И.
а> ej О
я я о
Ь о я л
2 я я и
Ч О t? О
CD 8 я s
л тая
f-; • я Я _,
Я 5 « ь S
2 2 s * Й
я я н >>£
Й ~ * ^ о
°/я >»о н
я ч * Си
о S о я к
С4-' <и Си та
m я я я
со о
о н
хо о
о х
°s
§§
а> о
с 3
о а>
а> о
в >»
о о
213

ро-восточном борту, в Оренбуржье, на Астраханском
своде), на Украине, в Белоруссии, в Тимано-Печорской
нефтегазоносной провинции [199, 210]. Повсеместно
выявлены серии перспективных аномалий, природа которых еще
недостаточно активно проверяется бурением.
ГЛАВА VIII. УГОЛЬ
Угольные бассейны и месторождения приурочены к депрес-
сионным структурам в земной коре. В зависимости от
тектонической принадлежности их подразделяют на три группы:
геосинклинальную, платформенную и переходную [213].
Для бассейнов геосинклинальной группы характерны
значительные мощности угленосных отложений (в Донбассе,
например, до 20 км), большое количество угольных пластов (от
десятков до 100—300) при сравнительно небольшой их мощности,,
которая чаще всего колеблется от 0,4—0,6 до 1,5—3 м, иногда
до 5—8 м и крайне редко до 20—30 м. Характерны также
согласное без заметного стратиграфического перерыва залегание
угленосных отложений на подстилающих породах, нередко
интенсивное проявление складчатости и дизъюнктивной
нарушенное™, в целом значительная степень метаморфизма углей и
пород угленосной толщи, уплотненность и сцементированность
последних. Угли здесь, как правило, каменные, очень редко
бурые (Б) или переходные от них к каменным марки Д, как
например, в периферийных районах Западного Донбасса и на
некоторых месторождениях о. Сахалин. В Восточном Донбассе,
Горловском бассейне, северо-западной и юго-западной частях
Кузбасса угли представлены антрацитами.
В платформенных бассейнах мощность угленосных
отложений существенно меньше: от десятков метров (Подмосковный
бассейн) до нескольких сотен метров (Иркутский бассейн),
иногда до 1—1,5 км (отдельные районы Канско-Ачинского и
Тунгусского бассейнов). Угленосная толща залегает на
размытой поверхности фундамента с угловым несогласием.
Слагающие ее песчано-глинистые отложения почти не изменены,
характеризуются, как правило, слабой уплотненностью и сце-
ментированностью и в целом спокойным залеганием — почти
горизонтальным, слабо волнистым или куполообразным. Угли
неметаморфизованные или слабо метаморфизованные — бурые,
редко каменные марки Д или Г. Количество угольных пластов
от 2—3 до 10—30. Их мощность колеблется от единиц метров
до 10—25 м, а для отдельных пластов она достигает иногда
60 м (Тунгусский бассейн) и 100—140 м (Южно-Уральский
бассейн).
214

Многие месторождения переходной группы, в первую
очередь относящиеся к типу посторогенных грабенов
(Челябинский, Орский бассейны, месторождения Забайкалья, Угловско-
Артемовского и Майхинского районов Приморья и др. [214]),
по основным показателям, охарактеризованным выше, сходны
с месторождениями платформенной группы.
Различие геологических условий бассейнов и месторождений
разных типов обусловливает различие электрических свойств
пород и углей и соответственно своеобразие задач, решаемых
с помощью электроразведки на каждом из них.
Особенность геосинклинальных бассейнов — закономерное
изменение электрических свойств угленосных отложений по
площади: с увеличением степени метаморфизма их удельное
сопротивление (рп) и коэффициент электрической анизотропии (А,)
растут. Так, по данным А. И. Дюкова, средние значения рп
пород угленосного карбона Донбасса увеличиваются от 18—
54 Ом-м в периферийной части бассейна до ПО—339 Ом-м
в центральной, а значения X — соответственно от 1,1 до 1,3.
Характерными особенностями платформенных бассейнов и
многих месторождений переходной группы являются,
во-первых, более низкие значения рп по сравнению с рп
геосинклинальных бассейнов (табл. VIII. 1), во-вторых, наличие заметной
электрической контрастности между угленосной толщей и
подстилающими породами фундамента. Последние обладают, как
правило, более высоким сопротивлением, чем первые.
Удельное сопротивление углей (ру) зависит от степени их
углефикации и зольности [213, 217]. Для бурых углей
значения ру колеблются от первых десятков до первых сотен
ом-метров. По мере перехода к каменным углям сопротивление
возрастает, достигая 200—500 Ом • м для малозольных углей марки Д,
и постепенно понижается с увеличением степени углефикации
Таблица VIII.1
Удельное сопротивление пород угленосных толщ, Ом«м
Породы
Глины «чистые»
Глины песчанистые, известковистые
Пески сухие
Песчаники, гравелиты, конгломераты
Алевролиты
Аргиллиты
Известняки
Угли
Месторождения
буроуголь-
ные
5-30
30—100
200—2000
100—500
10—100
5—30
70—3000
15—300
собственно

каменноугольные
200—2500
20—400
10—150
200—5000
200—10 000

антрацитовые
300—5000
100—600
50—400
500—5000
0,01—5
215

и зольности, составляя 5—10 Ом-м для углей марки Т [213].
Наиболее резкое уменьшение ру имеет место при переходе к
полуантрацитам и антрацитам. Последние — хорошие
проводники— ру = 0,01—5 Ом-м. Бурые и каменные угли, вплоть до
тощих, среди глинистых вмещающих пород выделяются обычно
повышенным сопротивлением (см. табл. VIII. 1), среди
песчаников и известняков нередко не выделяются. Что касается
антрацитов, то они всегда являются более проводящими по
отношению к породам, слагающим угленосную толщу.
Ниже при рассмотрении возможностей электроразведочных,
методов в угольных районах решаемые с их помощью задачи
объединены в три группы, соответствующие геологическому
изучению крупных регионов, поискам и разведке месторождений
[213]. Следует иметь в виду, что некоторые из задач,
помещенные в ту или иную группу, могут решаться и на других стадиях:
работ, что нередко имело место на практике.
§ 22. РЕГИОНАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ УГОЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ
И УГЛЕНОСНЫХ ПРОВИНЦИЙ
Определение границ бассейна и соотношения его
со смежными структурами
Примером успешного решения этих задач методами
электроразведки в бассейнах геосинклинального типа являются работы
в Печорском, Кузнецком, Горловском бассейнах. В первом из
них прослеживание восточной границы бассейна выполнялось
симметричным электропрофилированием (СЭП) с ЛВ = 600ч-
4-1200 м, иногда в комплексе с ВЭЗ, гравиразведкой и
магниторазведкой (рис. VIII. 1). Задача сводилась к картированию
контакта терригенных пород перми, содержащих угленосные
отложения, с известняками карбона или с метаморфизованны-
ми вулканогенно-осадочными породами уральского обрамления,
при этом пермская терригенная толща обычно отмечалась
пониженным сопротивлением [217].
В Кузбассе с помощью СЭП удалось проследить западную
и юго-западную границы бассейна; контакт угленосной толщи
с подстилающими морскими отложениями (первые более
электропроводящие, чем вторые) уверенно трассировался лишь при
мощности покрова не свыше 15—20 м [213, 219]. Благодаря
применению ВЭЗ и СЭП в комплексе с магниторазведкой, были
установлены связь угленосных отложений Кузнецкого и Гор-
ловского бассейнов и характер соотношения последнего с Ин-
ским заливом Кузбасса.
Возможность решения рассматриваемых задач
электроразведочными методами в бассейнах платформенной и переходной
групп можно проиллюстрировать на следующих примерах.
216

J>k,Om-m
РИС. VIII.l. Результаты применения ВЭЗ и СЭП для тектонического
районирования в Печорском бассейне (по И. И. Боровкову):
/ — Исакюсское поднятие; //— Тальбейская мульда; /// — гряда Чернышева; 1 —
горизонт, соответствующий терригенным отложениям перми, р1=30-И10 Ом-м; 2 — геризонт,
соответствующий известнякам карбона и девона, р2=5000 Ом-м; 3 — график рк для
И£ = 3000 м; 4 — то же, для А'В'—ЮОО м; 5 — поверхность опорного электрического
горизонта по данным ВЭЗ
Для уточнения границ Подмосковного бассейна на его
западном (частично на южном) крыле применяли метод ВЭЗ,
иногда в комплексе с СЭП [213]. Задача решалась косвенным
образом — путем прослеживания границ распространения на-
дугленосных известняков. Присутствие их в разрезе
свидетельствовало о наличии угленосных отложений, а отсутствие — об
уничтожении последних вместе с этими известняками эрозией.
В связи с небольшой глубиной залегания указанных
образований (не более 30—50 м) максимальные разносы АВ при
зондировании не превышали 1000 м, а величины АВ и А'ВГ при
профилировании колебались от 150 до 750 м и от 13 до 80—150 м
соответственно. Выделялись и картировались надугленосные
известняки увереннее всего, когда они обладали мощностью
свыше 5—10 м, не были трещиноватыми и обводненными и
залегали среди глинистых отложений, т. е. характеризовались более
высоким сопротивлением по сравнению с вмещающими их
осадками. В результате электроразведочных работ удалось не
только проследить границы эрозии угленосных отложений, но и по
ряду районов составить в масштабе 1 : 100 000 карты изогипс
кровли пород каменноугольной системы, дать примерное лито-
логическое расчленение их на карбонатные и терригенные.
В Челябинском бассейне прослеживание контакта
угленосной толщи с палеозойскими образованиями фундамента
наиболее эффективно осуществлялось комплексом методов, состоя-
217

щим из ВЭЗ с АВтах= 15004-4500 м (иногда совместно с СЭП),
магниторазведки, вариометрии или гравиразведки. Каждый из
перечисленных методов в отдельности эту задачу в данном
регионе надежно не решал из-за отсутствия однозначного
различия электрических, магнитных свойств и плотности у
контактирующих пород. Четкая электрическая контрастность угленосных
отложений (рп = 15—100 Ом-м) и образований фундамента
имела место, когда последние были представлены известняками,
конгломератами, кварцитами или магматическими породами
(рп^ЮОО Ом-м), и практически исчезала, если фундамент был
сложен, например, глинистыми и углистыми сланцами.
Тектоническое районирование
Тектоническое районирование сводится к изучению рельефа
поверхности фундамента, выявлению и прослеживанию крупных
разрывных нарушений и структур 1- и 2-го порядков,
выяснению их общего строения.
В большинстве бассейнов и угленосных провинций ведущая
роль при решении этих задач принадлежала гравиметровым или
гравимагнитным съемкам [212, 213], а электроразведочные
работы, нередко в комплексе с сейсмическими, выполнялись для
уточнения результатов указанных съемок, их детализации и
количественных определений. В районах, где возможности
гравиразведки и магниторазведки по тем или иным причинам
ограничивались (в Канско-Ачинском бассейне, например, из-за
неоднородности состава фундамента и наличия магматических
пород), роль электроразведки и сейсморазведки возрастала,
иногда до главной.
Из электроразведочных методов использовались чаще всего
ВЭЗ, реже — ДЗ, ТТ (Минусинский, Канско-Ачинский
бассейны, Приморье, Забайкалье и др.), МТП, МТЗ, СЭП (Печорский
бассейн) и т. д. При благоприятных условиях глубина
залегания фундамента с их помощью определялась с точностью 10—
15%.
Возможности применения методов электроразведки для
тектонического районирования можно показать на двух примерах.
Первый из них — работы методом ВЭЗ масштабов 1 : 500 000
и 1 : 200 000 в Донбассе [214, 220]. По результатам
зондирования с ЛВтах=1,2-М2 км были составлены карта площадей
распространения характерных типов кривых ВЭЗ и карты изоом.
Установлено (А. И. Дюков), что области распространения
кривых типа Н отвечают центральной части бассейна с наиболее
метаморфизованными породами карбона, типов КН и НКН —
зоне сочленения складчатого Донбасса и Преддонецкого синк-
линория, осложненной крупными разрывными нарушениями,
типа К — названному синклинорию, типа НА — склону Воро-
218

яежской антеклизы с резко уменьшенной мощностью отложений
карбона, незначительной их угленосностью и неглубоким
залеганием кристаллического фундамента. Площади
распространения отдельных подтипов кривых соответствовали структурам
2-го порядка, расположенным в этих областях. На картах изоом
для ЛВ=1,5 и 3 км крупные надвиги, ограничивающие
складчатый Донбасс на севере, отметились полосами минимумов рк,
область Преддонецкого синклинория и склон Воронежской
антеклизы — зонами пониженных и повышенных значений рк
соответственно.
Второй пример — Печорский бассейн, где при тектоническом
районировании в течение многих лет применялись методы СЭП
на двух разносах с АВ= 1300—3000 м, А'В' = 300—1000 м и
ВЭЗ с ЛВтах = 4—10 км [217]. В результате работ выявлены и
прослежены крупные положительные и отрицательные
структуры в кровле известняков карбона (Роговское поднятие, Таль-
бейская мульда), уточнены контуры и тектоническое строение
известных структур (Коротаихинской и Усинской мегасинкли-
налей, поднятия Чернова, гряды Чернышева и др.) (см.
рис. VIII.1).
В том же регионе работы методами МТП и МТЗ,
выполненные по отдельным профилям, позволили оценить глубины
до фундамента в пределах Усинской впадины, поднятия
Чернышева и в западной части бассейна.
§ 23. ПОИСКИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ
Поиски углеперспективных структур,
изучение их строения
Углеперспективными структурами для большинства
месторождений платформенной и переходной групп являются
депрессии в породах фундамента, иногда, например в Подмосковном
бассейне, — поднятия (рис. VIII.2), а для месторождений
геосинклинальной группы — как синклинальные, так и
антиклинальные складки угленосной толщи. Поэтому поиски указанных
структур сводятся к изучению рельефа поверхности
фундамента, структурному картированию. Поскольку эти задачи по
своему характеру аналогичны задачам тектонического
районирования (отличие лишь в масштабах работ), аналогичны и средства
их решения, рассмотренные в; § 62.
Необходимо подчеркнуть, что на данном этапе работ роль
электроразведки значительно выше, чем при тектоническом
районировании. При поисках месторождений важно не только
выявление углеперспективных структур, но и установление их
строения: определение крутизны складок и склонов депрессий,
положения оси погружения и формы их сечения, мощности над-
213

/>к,Ом-м
I ! : I I
О 1 Z 3 х,т
ШШ/ РС^ Шз Ш«^$
РИС. VII 1.2. Результаты электропрофилирования установкой AA'MNB'B
в Подмосковном бассейне (по Л. Л. Ляхову):
/ _ суглинки; 2 — бурый уголь; 3 — глины; 4 — пески; 5 — известняки
фундаментной толщи и отдельных ее горизонтов, в частности
угленосных отложений, определение глубины залегания кровли
и подошвы последних. Задачи, связанные с расчленением над-
фундаментной толщи, изучением характера залегания
слагающих ее слоев и количественными определениями, решаются
исключительно электроразведочными методами (в отдельных
районах —также сейсморазведкой). Роль этих методов
существенна и при решении других названных задач. Так, в
Забайкалье, Приморье, Тургайском и Северо-Сосьвинском бассейнах,
где сведения о рельефе поверхности фундамента и
соответственно о наличии или отсутствии угленосных депрессий давали
гравиметрические или гравимагнитные съемки, получить более
точные данные об отдельных элементах рельефа можно было
только в результате дополнительного применения ВЭЗ или ДЗ, ТТ.
В регионах со сложными физико-геологическими условиями
(Челябинский и Канско-Ачинский бассейны, Восточный Урал)
однозначное выделение депрессий оказывалось возможным
лишь комплексом методов, обязательно включающим ВЭЗ.
В Подмосковном бассейне картирование поверхности
известнякового фундамента чаще всего выполнялось с помощью ВЭЗ.
Максимальные разносы АВтах при зондировании выбирались
равными 1,5—2 км, если глубина залегания поверхности
фундамента составляла 60—80 м, и 3 км, если эта глубина
достигала 100—150 м. Данная задача решалась уверенно, когда:
а) слагающие фундамент известняки имели достаточно
большую мощность, не были нарушены и обводнены и не содержали
большого количества глинистых прослоев; б) в надфундамент-
ной толще отсутствовали мощные горизонты известняков и
сухих песков, а непосредственно на фундаменте залегали глини-
220

стые отложения, т. е. когда кривые ВЭЗ были представлены;
типами Н или КН. В подобных условиях по данным
электроразведки или комплексных электроразведочных и сейсмических,
работ для целого ряда районов бассейна были составлены-
структурные карты (карты изогипс), геоэлектрические и сей-
смогеологические разрезы масштаба 1 : 50 000 — 1 : 25 000 w
крупнее. В менее благоприятных ситуациях данные ВЭЗ
позволяли получать лишь качественную характеристику рельефа
поверхности фундамента. Причем, для этой цели, помимо
разрезов рк, использовали карты продольной проводимости 5, на
которых области наименьших значений 5, как правило,
соответствовали поднятиям указанной поверхности. Качественное
представление о характере поведения последней давали и
результаты симметричного профилирования (см. рис. VIII.2),
применявшегося для решения рассматриваемой задачи реже ВЭЗ.
Картирование поверхности известнякового фундамента'
в Подмосковном бассейне в опытном порядке осуществлялось
методом частотного зондирования 43 [221, 225]. Как показали
результаты исследований, он обладает рядом преимуществ,
перед ВЭЗ: более высокими точностью определения глубины до<
фундамента (10%), разрешающей способностью и
производительностью работ.
Определение мощности надфундаментной толщи и глубиньи
залегания подошвы угленосных отложений электроразведкой
наиболее надежно осуществляется в районах, относящихся-
к платформенной и переходной группам, где заметная
дифференциация пород фундамента и указанных отложений по
сопротивлению создает в целом благоприятные для этого условия
В бассейнах геосинклинальной группы решение этих задач7
осложняется, во-первых, большой глубиной залегания
фундамента, во-вторых, из-за не всегда имеющей место
дифференциации угленосных и подстилающих их отложений по
сопротивлению. Первый фактор обусловливает применение
электроразведочных методов для указанной цели чаще всего в окраинных
частях бассейнов. Так, например, в Северном Донбассе с
помощью ВЭЗ успешно выделялась граница угленосных песчано-
глинистых отложений среднего карбона (рп = 8-М5 Ом-м) и
подстилающих известняков среднего — нижнего карбона (рп =
= 50-М00 Ом-м). Второй фактор является причиной того, что*
очень часто методами электроразведки определяется глубина
залегания не подошвы угленосных отложений, а пород
угленосной формации в целом (в Печорском бассейне, например,
подошвы терригенной толщи перми, см. рис. VIII.1).
Для определения глубины до кровли угленосных отложений
и расчленения перекрывающей их толщи пород, как правило,
применяют ВЭЗ [213]. Наиболее уверенно эти задачи решаются
в бассейнах геосинклинальной группы. Один из примеров — ра-
22 Ъ

боты в тех районах Кузбасса, где угленосные отложения перми
(pn = 60-f-250 Ом-м) непосредственно перекрываются
четвертичными породами — преимущественно суглинками и глинами с
сопротивлением 10—60 Ом-м. Максимальные разносы
зондирования АВтах обычно не превышали 500—600 м, реже достигали
1000—1200 м [213]. При мощности рыхлых образований до
10 м и однородном по электропроводности их составе
фиксировались двухслойные кривые ВЭЗ; точность определения
глубины залегания кровли угленосных отложений при этом была
наиболее высокой — 5—10%. При значительной мощности (15—
20 м и более) и неоднородном литологическом составе
четвертичных пород, обводненности их низов наблюдались четырех-
слойные кривые типов КН и QH, точность интерпретации
которых составляла 15—20% [213]. При наличии в верхней части
угленосных отложений коры выветривания по данным ВЭЗ
определялась суммарная мощность четвертичных и выветрелых
пород, мало отличающихся между собой по удельному
сопротивлению.
Второй пример успешного гипсометрического картирования
кровли угленосных отложений с помощью ВЭЗ — Донбасс
[213]. Глубина до поверхности продуктивного карбона при
наличии опорных скважин и опорных сейсмических профилей
определялась этим методом достаточно надежно даже при
глубоком ее залегании (сотни метров). Расхождения с
результатами сейсморазведки КМПВ составляли в среднем ±7%, в то
время как погрешность количественных определений с помощью
КМПВ не превышала ±3—5% относительно данных бурения.
Полученные сведения о рельефе поверхности угленосного
карбона использовались для выделения углеперспективных
структур, поскольку в Донбассе этот рельеф является денудационно-
тектоническим и прямым: впадины обычно соответствуют
синклинальным структурам, а поднятия — антиклинальным [214,
221].
В бассейнах платформенной и переходной групп для
определения глубины залегания кровли угленосных отложений и
расчленения перекрывающей их толщи, помимо ВЭЗ, иногда
применялся метод ДЭЗ. Решение указанных задач осложнялось
слабой дифференциацией пород по удельному сопротивлению.
Однако в благоприятных условиях они решались довольно
успешно — в отдельных районах Подмосковного и Северо-Сось-
винского бассейнов, Забайкалья, Приморья, Приамурья и др.
Выделение углеперспективных площадей и участков
Для прослеживания границ распространения угленосных
отложений, как правило, используют различные установки
электропрофилирования: чаще — симметричную, реже — ди-
:222

польную (ДП), срединных градиентов (ПСГ) [213]. Они
наиболее эффективны при наличии крутопадающих контактов,
небольшой мощности перекрывающих их рыхлых отложений (до»
10—20 м), резкой дифференциации граничащих пород по
сопротивлению.
В бассейнах платформенной и переходной групп последний
фактор имеет место при контактировании угленосной толщи
с породами фундамента. Для повышения надежности решения
задачи в ряде районов (Челябинский бассейн, Восточный Урал,.
Забайкалье и др.) электропрофилирование сочеталось с грави-
разведкой и магниторазведкой, а при изменчивой мощности
наносов— также с ВЭЗ [213]. С помощью зондирования не
только определялась мощность рыхлых образований: анализ типов»
кривых ВЭЗ позволял более уверенно выделять площади
развития угленосных отложений. При большой глубине залегания
последних метод ВЭЗ часто заменял профилирование —
например, при поисках буроугольных месторождений в Приморье и
Приамурье, где угленосная толща проявлялась как хорошо»
проводящий горизонт.
В некоторых случаях рассматриваемая задача решалась,
косвенным образом — в Подмосковном бассейне, например,
путем прослеживания надфундаментных известняков (см. § 62).
В бассейнах геосинклинальной группы
электропрофилированием чаще прослеживался контакт угленосной толщи с
подстилающими терригенными и карбонатными породами более
высокого сопротивления (Печорский, Кузнецкий, Горловский бассейны
и др.). Реже, в благоприятных условиях, удавалось
картировать и верхнюю границу этой толщи, в частности, при
контактировании ее с горизонтами конгломератов (Кузбасс) или
песчаников (о. Сахалин). Площади развития угленосных
отложений нередко выделялись не только по различию сопротивлений
граничащих комплексов пород, но и по сильной изрезанное™
графиков рк, обязанной частому чередованию относительно
хорошо и плохо проводящих образований, слагающих угленосную»
толщу (см. табл. VIII.1). Безугольным отложениям, напротив,,
обычно отвечали участки с более спокойным характером
указанных графиков.
Как и в бассейнах платформенной и переходной групп, при
большой мощности рыхлого покрова здесь также вместо
профилирования применялся метод ВЭЗ. Пример — Горловский
бассейн [213], где по данным площадных съемок масштаба
1 : 50 000 [сеть (250—500) X (500—1500) м, ЛВтах = 500—1000 м]
были составлены для ряда районов карты сопротивлений, типов
кривых ВЭЗ, литологического состава палеозойских пород, изо-
мощностей покровных образований. Эти материалы позволили
выделить площади развития угленосных отложений (как
области низких значений сопротивлений опорного электрического
22&

горизонта с характерными типами кривых ВЭЗ) и известняков
карбона, наметить участки неглубокого залегания продуктивной
толщи, перспективные для отработки открытым способом.
В пределах установленных площадей распространения
угленосных отложений электроразведочные работы выполняются
<с целью выделения в них тех или иных продуктивных свит и
участков с наибольшей угленасыщенностью. Например, в
Печорском бассейне [213, 215, 217] с помощью СЭП не только
.прослеживался контакт между безугольной юньягинской (рп =
= 200^-2000 Ом-м) и продуктивной воркутской (pn = 50-f-
-f-400 Ом-м) сериями, но и производилось также расчленение
последней на нижне- и верхневоркутскую свиты. Первая из
названных свит отмечалась более высокими значениями рк, чем
вторая, за счет большего содержания в ней морских осадков.
В Кузбассе при благоприятных условиях
электропрофилированием можно прослеживать границу между кузнецкой и бала-
хонской свитами [213]. Для последней сопротивление угля и
вмещающих пород выше, чем для первой. Более высокая
электропроводность кузнецкой свиты обусловлена, кроме того,
значительно меньшим количеством содержащихся в ней угольных
пластов.
Если для собственно каменноугольных месторождений
увеличение угленасыщенности вызывает повышение сопротивления
продуктивной толщи, то для месторождений антрацита картина
обратная. Так, в Горловском бассейне на площадях с
незначительной угленосностью оно измеряется десятками ом-метров,
.а на участках с максимальной угленасыщенностью — десятыми
долями и единицами ом-метров. Основываясь на этом, поиски
таких участков в бассейне с успехом ведут методом ВЭЗ. При
мощности рыхлых отложений до 100 м данная задача может
решаться и с помощью МППО [213].
Известны случаи применения для указанных целей метода
ЕП, в частности, в Южно-Якутском бассейне [213]. Наиболее
угленасыщенные части продуктивной толщи здесь отмечались
аномальными зонами, состоящими из нескольких минимумов
поля, соответствующих отдельным пластам каменного угля.
Для выявления участков, перспективных в отношении угле-
насыщенности, используют и косвенные признаки. Это
особенно характерно для бассейнов и месторождений с небольшой
мощностью угольных пластов по сравнению с глубиной их
залегания, малым их числом или слабой электрической
контрастностью угля относительно вмещающих пород. В подобных
ситуациях изменение степени угленасыщенности разреза не
приводит к заметному изменению величины параметра,
регистрируемого при электроразведочных работах. Примером может
служить Подмосковный бассейн. Здесь углеперспективными
являются участки, на которых имеются поднятия известняково-
224

го ложа, а в низах надфундаментной толщи преобладают
глинистые породы, поскольку к таким местам в данном регионе,
как правило, приурочены угольные залежи (см. рис. VIII.2).
Возможности изучения рельефа поверхности известнякового
фундамента геофизическими методами в бассейне
рассматривались выше. Для выделения площадей с указанными выше
особенностями литологического состава надфундаментной
толщи применялись ВЭЗ, ДЭЗ, СЭП, ДЭП. Смена песчанистых
пород глинистыми в низах этой толщи проявлялась сменой типов
кривых ВЭЗ (А, НА, АА на Н, КН, КНА) и ДЭЗ, а также
некоторым уменьшением значений рк на графиках СЭП и ДП.
Помимо решения рассмотренных задач, при поисках
угольных месторождений нередко удается выявлять и прослеживать
пласты угля, особенно мощные, и разрывные нарушения.
§ 24. РАЗВЕДКА УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ,
ПОЛЕЙ ШАХТ И РАЗРЕЗОВ
На этом этапе электроразведка (иногда в комплексе с
другими методами геофизики) применяется для уточнения глубины
и характера залегания пород фундамента и угленосной толщи;
изучения мощности и строения покровных отложений;
картирования границ распространения угленосной толщи и отдельных
ее горизонтов; изучения условий залегания угольных пластов;
выявления и прослеживания разрывных и других типов
нарушений; выделения в угленосных отложениях изверженных тел
и других твердых включений; решения различных
гидрогеологических, инженерно-геологических и горнотехнических задач.
Результаты электроразведочных работ обычно используют
для составления структурно-тектонических схем,
геолого-геофизических карт, планов и разрезов, в частности карт выходов
угольных пластов под наносы, изомощностей слоев надугленос-
ной толщи, распространения отдельных горизонтов угленосных
отложений и надугленосной толщи и т. д. Масштаб
перечисленных документов — 1:10 000 — 1 : 2000 на стадии
предварительной разведки, 1 : 2000 — 1 : 1000 — детальной разведки и дораз-
ведки, 1 : 1000 — 1 : 500 — эксплуатационной разведки.
Первые три из указанных выше задач решают в целом
методами предшествующих стадий. Специфическими для разведки
являются следующие виды работ.
Изучение условий залегания угольных пластов
Угольные пласты во многих случаях достаточно резко
отличаются по удельному сопротивлению от вмещающих их пород и
покровных отложений, что благоприятствует применению
электроразведки для изучения условий их залегания.
15—815
225

Прослеживание выходов под наносы пластов каменного,
отчасти бурого угля, обладающего повышенным удельным
сопротивлением по сравнению с вмещающими породами, проводится
обычно с помощью СЭП, ДЭП, ПСГ [213, 220, 221]. При этом
задача решается надежно, если мощность покрова не
превышает мощность пластов более чем в 5—7 раз для высокоомных
наносов и в 2—5 раз для низкоомных. Так, картирование
угольных пластов мощностью до 2—3 м в условиях Кузнецкого,
Печорского, Ленского бассейнов, месторождений Средней Азии,
Казахстана, Забайкалья, Приморья, о. Сахалин с помощью
профилирования эффективно лишь при мощности рыхлых
отложений не более 10—15 м.
Наиболее уверенно угольные пласты выделяются среди
аргиллитов и алевролитов (рис. VIII.3). Наличие в разрезе
магматических образований, песчаников, известняков,
конгломератов, соизмеримых по мощности и сопротивлению с пластами
угля, снижает однозначность интерпретации данных профили-
РИС. VII 1.3. Пример определения с помощью дипольного
электропрофилирования и магниторазведки выходов угольных пластов под наносы на Нови-
ковском месторождении о. Сахалин (по О. И. Лавриновой, А. А. Лавринову):
/ — уголь; 2 — «горельники»; 3 — алевролиты; 4 — аргиллиты; 5 — график рк ДЭП для
0'0=45 м; 6 — график вертикальной составляющей магнитного поля Za
226

рования. Поэтому для выяснения природы аномалий
электроразведка нередко комплексируется с другими методами
геофизики или горными работами. Дополнительное применение
магниторазведки целесообразно в районах развития изверженных
пород и зон выгорания угля — «горельников». Последние иногда
отмечаются такими же высокими значениями рк, как и не
выгоревшие угольные пласты, но хорошо распознаются
магнитометрией (см. рис. VIII.3). Комплекс электроразведки и гравираз-
ведки зарекомендовал себя положительно при большой
мощности угольных пластов, например, при работах в Челябинском,
Кузнецком и Канско-Ачинском бассейнах [213].
Помимо электропрофилирования для решения
рассматриваемой задачи в ряде случаев может применяться метод ЕП. Как
показали работы на Нерюнгринском и Чульмаканском
месторождениях Южно-Якутского бассейна, пласты каменного угля
отчетливо отражаются на графиках потенциала
отрицательными аномалиями интенсивностью до 50—60 мВ.
Для прослеживания пластов антрацита опробовали большое
число электроразведочных методов. В Донбассе хорошие
результаты дал метод заряда, а в Горловском бассейне, кроме
того, — профилирование с установкой MAN, КЭП и МПП, с
помощью которых пласты антрацита мощностью более 20 м
прослеживались при мощности наносов до 50—80 м и даже до
100—120 м ,[213].
Методы электроразведки используют также для определения
глубины залегания и мощности угольных пластов,
приближенной оценки их элементов залегания. Для крутопадающих
пластов их мощность находят по характерным точкам кривых,
получаемых при прослеживании их выходов под наносы.
Конфигурация этих кривых, степень их асимметрии и ширина
аномалии позволяют делать выводы о характере и направлении
падения пластов. Глубина до выходов последних под наносы, а
точнее, мощность покровных отложений определяется с помощью
ВЭЗ.
Характер поведения в разрезе и по площади полого
залегающих пластов при соизмеримых значениях их мощности и
глубины залегания может довольно успешно изучаться методом
ВЭЗ. Примером служат работы в Канско-Ачинском бассейне,
на месторождениях Борн-Лейпциг (ГДР), в Нижне-Рейнском
бассейне (ФРГ) [213], где с помощью ВЭЗ определялась
глубина до кровли пластов, а иногда и участки их раздува и
утонения.
Для тех же целей перспективным представляется
использование электрозондирования многоэлектродными установками
с фокусированием тока (теоретические разработки метода
выполнены венгерскими геофизиками И. Чокашем и П. Эгерсеги).
Их опробование на буроугольных месторождениях ГДР и
15*
227

Австрии, где пласты угля мощностью 1,5—2 м залегали на
глубинах до 100 м, дало обнадеживающие результаты [213].
Сведения о поведении угольных пластов иногда получают
косвенным путем, например по данным о глубинах до
поверхности фундамента, если имеется связь между ее рельефом и
характером залегания этих пластов. Примеры — работы в
Подмосковном бассейне (см. § 63) и на буроугольных
месторождениях Австрии [213]. На последних, помимо традиционного
метода ВЭЗ, применялось электрозондирование
многоэлектродными установками, с помощью которого глубина до опорного
электрического горизонта (совпадающего с подошвой угольного
пласта) определялась с ошибкой 2%.
Изучение условий залегания угольных пластов может
выполняться не только с поверхности земли, но также из горных
выработок и скважин. В частности, определение их мощности
возможно подземным электрозондированием. Подобные работы
проводились в шахтах Кок-Янгакского месторождения
Киргизии (А. А. Грачев) и Мечекского бассейна Венгрии [215]. При
отечественных работах количественная интерпретация
результатов наблюдений осуществлялась с помощью теоретических
кривых ВЭЗ А. М. Пылаева, специальных палеток ПЭЗ [59, 79] и
по аналитическим формулам [215]. Погрешность определения
мощности из-за искажающего влияния металлических
конструкций выработки, неточности учета влияния самой выработки на
результаты измерений и других факторов колебалась от 8 до
30%, составляя в среднем 20%.
Для получения сведений о характере залегания пластов угля
в межскважинном пространстве эффективны метод
высокочастотной электромагнитной корреляции (ВЭМК) и МЭК. Первый
опробовался на Денисовском и Чульмаканском месторождениях
Южно-Якутского бассейна [219]. Угольные пласты здесь, хотя
и обладают небольшой мощностью — чаще всего 1—1,6 м,
отмечались весьма заметными аномалиями: коэффициенты волно-
водности В1 достигали 10—30, иногда 50—70, на частотах 0,15—
1 МГц за счет высоких значений отношения ру/рп (102—103).
Благодаря этому, оказались возможными прослеживание и
увязка угольных пластов при расстоянии между скважинами
до 150 м, а в ряде случаев и более.
Аналогичные задачи решались и с помощью МЭК в
Карагандинском (рис. VIII.4) [226], Донецком [214] и
Южно-Якутском [219] бассейнах. При этом дальность исследований
превышала 300—400 м.
1 Коэффициент волноводности — величина, обратная коэффициенту
экранирования (см. §§ 3 и 7) и равная отношению значения измеренного поля
к нормальному.
2 28

Выявление и прослеживание разрывных и других нарушений
Поиски и прослеживание разрывных нарушений или
выполняются попутно с решением других задач угольной геологии,
или представляют собой самостоятельную задачу. В первом
случае тектонические разрывы выделяют по резкому изменению
положения в разрезе или плане прослеживаемого
электроразведкой горизонта. Например, при изучении с помощью ВЭЗ
(часто в комплексе с сейсморазведкой и гравиразведкой)
рельефа поверхности фундамента в Челябинском, Северо-Сосьвин-
ском, Иркутском бассейнах, Забайкалье и других районах
наличие дизъюнктивов отмечалось по резкому изменению глубины
залегания ее в соседних точках зондирования. В Нижне-Рейн-
ском бассейне ФРГ выделение нарушений и определение
амплитуды смещения производились по изменению глубины до
угольного пласта, которое находило отражение на кривых ВЭЗ
[213].
При прослеживании электропрофилированием и другими
геофизическими методами границ распространения угленосных
отложений, выходов под наносы отдельных их горизонтов и
угольных пластов разрывные нарушения фиксируются по
резкому смещению соответствующих им аномалий на соседних
профилях. Наиболее уверенно рассматриваемая задача решается
при выдержанности геологического разреза по простиранию и
амплитуде смещения в несколько десятков метров и более
(месторождения о. Сахалин, Кузнецкого и других бассейнов).
Надежное выделение и прослеживание более мелких разрывов
//,м н,м EEk F-Цл ЕЕЗ^ЕП^ЕЗк ">« »,*
РИС. VII 1.4. Результаты работ методом электрической корреляции на Чуру-
бай-Нуринском месторождении Карагандинского бассейна (по В. А. Шафа-
ренко и В. М. Воротникову).
/ — скважины; // — угольные пласты и их индексы; /// — разрывные нарушения; /V —
точки заряда в скважине и их номера; V — графики AU/I для соответствующих точек
заряда
229

(с амплитудой порядка 10 м) возможно лишь при небольшой
мощности наносов (до 10—15 м) и густой сети наблюдений.
Так, в Донбассе работы методами ПСГ, КЭП, ЕП, ВП с
указанной целью выполняют по сети (10—25) Х2 м; разрывные
нарушения выделяются при прослеживании выходов под наносы
опорных горизонтов — пластов песчаников, известняков,
сланцев, иногда угля. В разработанной применительно к данному
региону методике детального картирования шахтных полей
перечисленными методами корреляционная увязка аномалий
производится с помощью ЭВМ [213].
При выявлении тектонических разрывов электроразведкой
используют и другие критерии, в частности наличие зон
дробления пород в приразрывных частях дизъюнктива,
характеризующихся большей проводимостью по сравнению с окружающей
средой. В условиях Донбасса, например, выделение и
прослеживание таких зон шириной в первые десятки метров и более
при мощности наносов до 15—25 м довольно успешно
выполняют методами ВЭЗ, СЭП, КЭП, ДЭП, ПСГ, ЕП, СДВ-радиокип,
электромагнитного профилирования [213]. В случае применения
ВЭЗ аномалии от разрывных нарушений более рельефно
проявляются при наличии «карманов», заполненных продуктами
выветривания и сопутствующих выходам нарушений под
наносы.
Для успешного решения рассматриваемой задачи методы
электроразведки часто используются в комплексе с
высокоточной гравиразведкой (Донбасс, Верхне-Силезский бассейн ПНР,
буроугольные районы ФРГ), иногда также с сейсморазведкой
и магниторазведкой (Донбасс) [213].
Дизъюнктивы в межскважинном пространстве выявляются
при прослеживании и увязке угольных пластов упоминавшимися
выше методами ВЭМК и электрической корреляции. С помощью
первого, как показали исследования в Южно-Якутском
бассейне [219], возможно не только устанавливать факт наличия
разрывного нарушения, но и определять примерное его
положение и приближенно оценивать амплитуду смещения на
основании сопоставления (на одной и той же рабочей частоте)
максимального значения коэффициента волноводности, полученного
для того или иного исследуемого пласта, с эталонным,
характерным для ненарушенного угольного пласта конкретной
мощности и конкретной величины ру/рп.
Методом электрической корреляции в Карагандинском (см.
рис. VIII.4), Южно-Якутском и Донбасском бассейнах [214,
226] удавалось выявлять тектонические разрывы с амплитудой
10—15 м и менее и пликативные нарушения. Нарушения
условий залегания пластов угля устанавливались по появлению
характерных аномалий и отклонению направления осей
корреляции (линий, соединяющих источники тока с точками перехода
230

кривых AU/I через нуль) от нормального для изучаемого
разреза направления слоистости пород.
Для обнаружения геологических нарушений непосредственно
в угольных пластах могут применяться методы подземной
электроразведки [215]. В шахтах Подмосковного бассейна,
например, выявление в пластах бурого угля карстовых нарушений,
участков размыва, фациального замещения угля
осуществляется с помощью подземного электропрофилирования разными
установками, электрического просвечивания и ПЭЗ,
использующихся в комплексе с шахтной сейсморазведкой и, бурением
подземных скважин [215, 221]. Предпосылка для применения
электроразведочных методов — отличие сопротивления
ненарушенного пласта от сопротивления пород, замещающих уголь в
местах нарушений. Минимальные поперечные размеры нарушений,
которые выделяются электроразведкой—12—15 м при
нахождении их на расстоянии до 20 м от выработки, в которой
ведутся наблюдения.
Указанные методы широко применяют также в
каменноугольных и антрацитовых шахтах Донбасса [220]. Они
позволяют прослеживать разрывные нарушения, вскрытые одной из
выработок, выявлять в пластах угля ранее неизвестные дизъ-
юнктивы, определять их местоположение в межвыработочном
пространстве, оценивать относительную амплитуду смещения
(относительно мощности пласта).
Для тех же целей хорошо зарекомендовал себя метод радио-
волнового просвечивания. На Кок-Янгакском месторождении
Киргизии с его помощью выделялись в пространстве между
выработками ненарушенные участки каменноугольных пластов,
одиночные тектонические разрывы с амплитудой 1—1,5 м и
более в пластах мощностью 1,5—7,5 м, серии сближенных более
мелких дизъюнктивов и, кроме того, зоны размыва и утонения
пластов с уменьшением их мощности более чем в 1,5—2 раза
и размерами по площади не менее первых десятков метров;
в случае одиночных разрывов по величине полученных
аномалий (коэффициентов экранирования) оценивалась амплитуда
смещения [216]. Основная физическая предпосылка применения
метода РП для изучения тектонической нарушенности —
наличие трещиноватого и перемятого угля в приразрывных частях,
обладающего более низким удельным сопротивлением (первые
сотни ом-метров) по сравнению с ненарушенными частями
пласта, где ру= 1000ч- 10 000 Ом-м.
Возникновению аномалий от дизъюнктивов способствовало
также уменьшение волноводного эффекта пласта, особенно при
амплитуде смещения, превышающей его мощность. Выделение
радиопросвечиванием зон размыва оказалось возможным
благодаря понижению сопротивления угля в этих зонах (из-за
обводненности и разрыхленное™), частичному или полному за-
231

мещению угля более проводящими породами, уменьшению
мощности угольного пласта. Последний фактор вызывал увеличение
поглощения радиоволн и уменьшение эффекта волноводности.
На Кок-Янгакском месторождении предельная дальность
радиопросвечивания на рабочих частотах 0,625—2,5 МГц
достигала 200—280 м, а эффективность метода РП, оцененная на
основании последующих горных работ, характеризовалась цифрами:
геофизический прогноз нарушенности подтвердился полностью
в 76% случаев, частично — в 14%, прогноз отсутствия
нарушенности подтвердился полностью в 92% случаев.
Возможность применения радиопросвечивания для
обнаружения в угольных пластах тектонических разрывов
установлена также для условий некоторых шахт Донбасса, а карстовых
нарушений — для шахт Подмосковного бассейна [223].
Перспективен для изучения нарушенности угольных пластов
метод подземной радиолокации. Как показали результаты
опробования в шахтах Донецкого и Печорского бассейнов [215, 217,
223], он позволяет выделять тектонические разрывы с
амплитудой более 0,5—0,7 м и перегибы пластов при изменении их углов
падения от 15—20 до 44—65°. Дальность исследований на
частоте 60 МГц не превышает первых десятков метров.
Выявление в угленосных отложениях изверженных тел
и других твердых включений
Решение данной задачи вызвано необходимостью
обеспечения бесперебойной работы угледобывающих механизмов.
Для обнаружения изверженных тел электроразведка (СЭП,
ДЭП, реже ВЭЗ) обычно применяется в комплексе с
магниторазведкой, а при слабой их магнитной активности она используется
в единственном числе или в сочетании с гравиразведкой, иногда
с сейсморазведкой. Рассматриваемые тела выделяются среди
осадочной толщи, как правило, резко повышенными значениями
сопротивления (Тунгусский, Кузнецкий бассейны,
месторождения Забайкалья, Приморья, Приамурья, о. Сахалин).
Актуальной задачей для ряда угольных месторождений,
разрабатываемых открытым способом (Канско-Ачинский,
Минусинский, Иркутский бассейны) является своевременное выявление
в угленосных отложениях скальных и полускальных
конкреционных образований — известковистых и сидеритовых
песчаников, реже алевролитов и аргиллитов. Наличие заметной
дифференциации подобных твердых включений и вмещающих их
пород по электрическим свойствам (первые по сравнению
с вмещающей средой характеризуются в 3—8 раз более
высоким удельным сопротивлением и в 4—7 раз меньшей
диэлектрической проницаемостью) создает благоприятные предпосылки
для применения с целью их выявления некоторых модификаций
232

электроразведки. В частности, для условий Канско-Ачинского
бассейна достаточно эффективным оказался метод,
представляющий собой комбинацию методов длинного кабеля и
радиопросвечивания [216]: излучающий диполь раскладывают у
основания уступа углеразреза, а измерения производят на рабочей
площадке уступа по сети 2x2 м на частотах 1,5—2 МГц. При
такой методике работ твердые включения отмечаются
положительными аномалиями составляющей Hz и параметра Hz/Hy
[218]. Величина аномалий, например, для конкреций
протяженностью 16—18 м и мощностью 1,5—3 м при глубине залегания
6—8 м составляет 20—40%.
Аналогичная задача в Марицком лигнитовом бассейне
Болгарии решалась методом СЭП [213]. Выявлять твердые
включения (сидеритов, колчеданов) в пластах угля можно
интерференционным методом [215, 223]. При его опробовании в шахтах
Челябинского и Кузнецкого бассейнов на частоте 430 МГц
уверенно обнаруживали включения размером 30 см и более,
находящиеся от стенки выработки на расстоянии до 1,3 м.
Решение некоторых гидрогеологических,
инженерно-геологических и горнотехнических задач
При изучении обводненности угольных месторождений, полей
шахт и разрезов электроразведку применяют обычно для
определения местоположения коллекторов подземных вод,
приуроченных к зонам трещиноватости и закарстованности в
карбонатных породах, мульдообразным понижениям в кровле
водоупорных слоев, в том числе к древним погребенным долинам.
Пример использования методов СЭП, ПСГ, ДЭП, ВЭЗ при
поисках указанных зон — Подмосковный бассейн (рис. VIII.5) [213,
221, 224, 225]. Для установления преобладающего направления
их простирания и характера изменения степени нарушенности
карбонатных пород с глубиной при благоприятных условиях
здесь эффективны круговые зондирование и профилирование
с несколькими разносами АВ. Выделение мульдообразных
понижений поверхности водоупорных горизонтов производилось
методами ВЭЗ и ЕП в Средней Азии, ПСГ и СДВ-радиокип в
Днепровском бассейне, ВЭЗ и СЭП в Печорском бассейне, на
угольных месторождениях Болгарии и Англии {213].
При решении задач, связанных с обводненностью, получили
распространение и методы подземной электроразведки. В
Подмосковном бассейне, например, с помощью СЭП выделяют
обводненные зоны в надугольной толще пород; в условиях
Днепровского бассейна для этой же цели возможно применение и
радиоволнового профилирования. Обнаруживать обводненные
участки в угольных пластах можно теми же методами, что и
разрывные и других типов нарушения [215, 216, 221, 223].
233

Методы электроразведки используют, кроме того, для
определения местоположения заброшенных выработок, нередко
заполненных обводненным рыхлым материалом и
представляющих опасность для горных работ. Так, в Донбассе данная
задача решалась подземной радиолокацией [215], в Мостецком
бассейне ЧССР — наземным электропрофилированием, методом
вторых производных потенциала электрического поля и
индуктивными методами, на месторождениях Японии — ВЭЗ и СЭП
в наземном варианте, в Верхне-Силезском бассейне ПНР и Ме-
чекском бассейне ВНР — подземным электропрофилированием.
Наземными методами выработки типа штреков и камер
обнаруживали при глубине их залегания до 10—15 м, иногда до 20—
30 м [213].
При освоении и отработке угольных месторождений важной
задачей является обнаружение оползнеопасных участков.
Оперативное прогнозирование оползневых явлений на уступах
углеразрезов возможно способом, основанным на регистрации
изменения величины рк во времени с помощью стационарной
установки ВЭЗ [222]. Отсутствие изменения рк во времени
свидетельствует об устойчивости уступа на исследуемом участке,
и наоборот, закономерное увеличение или уменьшение
кажущегося сопротивления говорит о зарождении оползня. Как
показали работы на угольных разрезах Приморья, этот метод
позволяет не только предсказывать время начала образования
оползня, но также делать заключение о примерной глубине его
зарождения и скорости развития.
Для выявления оползнеопасных участков в Тюрингско-Сак-
сонском бассейне ГДР применялись ВЭЗ и
электропрофилирование [213]. С их помощью в разрезе отвалов выделялись
хорошо проводящие горизонты — участки с повышенной
влажностью и уменьшенной зернистостью слагающего отвал
материала, потенциально опасные для возникновения «оползней
течения».
Методы электроразведки способны решать некоторые
горнотехнические задачи. В частности, для поиска скважин наземного
или подземного бурения, не вышедших в заданные горные
выработки, в последние годы получил широкое распространение
низкочастотный электромагнитный метод [223]. В нем
источником поля является подключенная к генератору колонна
обсадных труб и буровых штанг или помещаемый в отыскиваемую
скважину электрод. Положение скважины определяется на
частоте 1—3 кГц: а) путем пеленгования — нахождения
направления на источник поля из 2—3 точек выработки с помощью
приемной рамочной антенны; б) по характерным точкам снятых
в выработке кривых магнитных или электрических
составляющих поля. Ошибки в определении направления на скважину
235

обычно не превышают 1—2°, а в определении расстояния до
нее — менее—10—15%. Максимальная дальность исследований
данным методом в шахтах Донецкого, Печорского и Кузнецкого
бассейнов достигала 25—30 м.
При изучении и прогнозировании горных ударов в условиях
Кизеловского бассейна, месторождений Грузии и Средней Азии
хорошие результаты дал метод подземного электрозондирования
[212]. Его применение для указанных целей основано на
зависимости удельного сопротивления пород от горного давления.
Развитие очага горных ударов прослеживалось по аномальным
значениям рк на кривых ПЭЗ.
ГЛАВА IX. МЕТАЛЛЫ
Электроразведка — ведущий вид геофизических работ при
поисках, разведке и эксплуатации рудных месторождений
полезных ископаемых, как металлических, так и неметаллических.
Широкое применение ее методов обусловлено характерным
проявлением рудных зон, месторождений и залежей в
электрических полях благодаря действию одного или нескольких
факторов, таких, как их проводимость (массивные или густо
вкрапленные сульфидные и магнетитовые руды), поляризуемость
(вкрапленные сульфидные, магнетитовые и другие руды),
способность вызывать естественные электрические поля, различие
в длительности переходных процессов и др. Дифференциация
горных пород по электрическим свойствам, а также отличие
рудовмещающих образований по электрическим параметрам от
их неизмененных и неоруденелых литологических аналогов
позволяют в ряде случаев уверенно выделять рудоносные
структуры, рудные поля и зоны.
Методы электроразведки являются основными при изучении
около-, меж- и заскважинного (выработочного) пространства
рудных месторождений многих типов (сульфидных, магнетито-
вых, рудно-кварцевых и др.)- С их помощью выявляются
пропущенные бурением рудные залежи, устанавливаются их
сплошность, морфология, элементы залегания. Применение скважин-
ной электроразведки повышает достоверность поисков и
разведки, а нередко позволяет и сократить объемы поискового
разведочного бурения.
Методы электроразведки применяются, как правило,
неизолированно, а в комплексе с другими геофизическими методами
и некоторыми видами геологических работ (геохимическими,
геологическими, горно-буровыми). Наиболее широко методы
электроразведки комплексируются с магнитной и литогеохими-
ческой (по вторичным ореолам рассеивания металлов) съемка-
236

ми, развивается их комплексирование с высокоточными
гравиметрическими работами и сейсморазведкой.
Методы электроразведки сегодня находят применение при
поисках и разведке или на отдельных их этапах почти на всех
промышленных типах рудных месторождений. Но наиболее
широко их используют на месторождениях меди (медноколчедан-
ных, медистых песчаников, медно-порфировых, медно-скарно-
вых), полиметаллов, никеля (сульфидного и силикатного),
бокситов, олова, вольфрама и молибдена, золота, ртути и сурьмы,
железа и марганца.
§ 25. ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Применение электроразведки на месторождениях черных
металлов различного состава и типа неравнозначно. Более
широко ее методы используются на месторождениях железа,
особенно на стадии разведки, ограниченно — на месторождениях
марганца и только с вспомогательными целями — на
месторождениях хрома.
Железо
Известны промышленные месторождения железа собственно
магматические (титано-магнетитовые и апатито-магнетитовые),
контактово-метасоматические (скарновые), гидротермальные,
метаморфизованные, остаточные (кор выветривания) и
осадочные [232].
Основные мировые запасы железа сосредоточены в мета-
морфогенных месторождениях, представленных до-
кембрийскими толщами тонкополосчатых железистых
кварцитов и связанными с ними столбообразными и пластообразными
залежами богатых мартитовых, гематитовых и магнетитовых руд.
Железистые кварциты — сравнительно бедные руды
(содержания железа 25—40%), но запасы их очень велики. Богатые
руды, связанные с толщами железистых кварцитов, отличаются
высоким содержанием железа (до 50—70%).
Удельное электрическое сопротивление железистых
кварцитов изменяется в широком диапазоне от 100 до 10 000 Ом-м,
причем вкрест слоистости, как правило, в сотни раз больше, чем
по слоистости. У богатых руд его значения составляют 10—
100 Ом-м и редко достигают 500—600 Ом-м. Вмещающие
породы (амфиболиты, гранито-гнейсо-мигматитовый комплекс)
имеют сопротивление от 1000 до 10 000 Ом-м. Большое значение
имеет отличие железистых кварцитов по сопротивлению от
рыхлых отложений (в десятки и сотни раз и более), что
предопределило широкое использование метода ВЭЗ на всех стадиях
геологического картирования и поисков для определения мощ-
237

ности рыхлых отложений и картирования рельефа поверхности
кристаллического фундамента. Особую значимость эти работы
приобретают при поисках богатых руд на головах пластов
железистых кварцитов.
Вертикальные электрические зондирования и
электропрофилирование в комплексе с гравиметрической и магнитной
съемками привлекают на осложненных участках для детального
изучения структуры рудного поля. На основе их информации
уточняются мощность выходов пластов железистых кварцитов и
суммарная мощность железорудных пачек под рыхлыми
отложениями, углы падения пород, глубина залегания фундамента.
По пониженным значениям электрического сопротивления в
сочетании с локальными понижениями интенсивности магнитного
поля и скорости упругих волн выделяются участки развития
рыхлых руд. По данным ВЭЗ нередко (при рыхлом покрове до
200—300 м) проектируют горно-вскрышные работы для
открытой разработки руд. При больших глубинах до фундамента
(Л>300 м) для изучения осадочной толщи, рельефа поверхности
фундамента, выделения зон трещиноватости привлекают метод
ЗСП-БЗ. Для опоискования околоскважинного пространства,
прослеживания и увязки рудных интервалов по разрезу могут
быть применены метод электрической корреляции и
радиоволнового просвечивания в сочетании с трехкомпонентной скважин-
ной магниторазведкой. В комплексе ГИС обязательным
составным элементом является каротаж КС, применяемый в комплексе
с ГК, ГГК-П, ГГК-С, НГК-С и КМВ и участвующий в лито-
логическом расчленении пород разреза и выделении рудных
интервалов.
Контактово-метасоматические (скарновые)
месторождения железа связаны с умеренно-кислыми
интрузивами (гранодиоритами, кварцевыми диоритами) в зоне их
контакта с карбонатными толщами. Залежи пластообразные или
в виде линз, гнезд. Руды — сплошные или вкрапленные в
скарнах. Основной рудный минерал — магнетит. Верхние горизонты
рудных тел сложены мартитом. Удельное электрическое
сопротивление у магнетитовых руд изменяется в пределах от 0,002 до
20 Ом-м, более низкое — у богатых, более высокое — у бедных,
вкрапленных. У мартитовых руд оно колеблется от 0,01 до
125 Ом-м. Сопротивление образований скварново-рудных зон —
50—500 Ом-м, безрудного скарна (Fe^ 10%) —1000—
5000 Ом-м. Вмещающие вулканогенно-осадочные породы имеют
высокое сопротивление (3000—15 000 Ом-м).
В помощь поискам месторождений этого типа привлекается
метод ВЭЗ для изучения характера развития рыхлого покрова
и уточнения области применения различных
геолого-геофизических методов поисков (Тургайский прогиб). На магнетитовых
месторождениях Горной Шории нашел применение метод выз-
238

РИС. IX. 1. Графики поляризуемости, кажущегося сопротивления и
магнитного поля над железорудным месторождением.
/ — сланцевая толща; 2 — мраморы; 3 — порфириты; 4 — сиениты; 5 — рудный скарн; 6 —
магнетитовая руда
ванной поляризации. По данным работ метода (рис. IX. 1) по
схеме срединного градиента (ЛВ=260-т-600 м) установлено, что
магнетитовые руды отмечаются четкими аномалиями
кажущейся поляризуемости (5—6%), которые коррелируются с
минимумами рк над неглубоко залегающими телами и с максимумами
рк над рудными телами, имеющими мощную зону окисления [6].
Наиболее широкое развитие на железорудных
месторождениях этого типа получила скважинная электроразведка на
стадиях поисков и поисково-оценочных работ, и особенно при
разведке месторождений. Метод электрической корреляции
позволяет определить положение рудных тел в межскважинном
пространстве и осуществлять корреляцию рудных пересечений в
соседних скважинах по наличию или отсутствию электрической
связи между ними. В процессе работ заземления располагают
239

в проводящих интервалах или во вмещающих породах, а
измеряют потенциал (реже градиент потенциала) в соседних
скважинах.
Метод радиоволнового просвечивания используется главным
образом с целью изучения морфологии рудных тел в межсква-
жинном пространстве. Этим методом в комплексе со скважин-
ной магниторазведкой и каротажем магнитной восприимчивости
определяют положение каждой рудной залежи, устанавливают
места их выклинивания. О пространственном положении
залежей можно судить по лучевым диаграммам. Радиоволновой
метод используют также при эксплуатационной разведке для
просвечивания блоков между штреками и между скважинами и
штреками с целью оконтуривания и определения сплошности
рудных залежей. Наблюдения выполняют по веерной схеме в
диапазоне частот от 312 кГц до 10 мГц с регистрацией двух
компонент поля — электрической и магнитной, при двух
поляризациях поля (вертикальной и горизонтальной). Для оценки
мощности и удельного сопротивления экранирующего объекта
используют номограммы частотных зависимостей
коэффициентов экранирования. В качестве вспомогательных средств при
решении указанных задач применялись установки отраженных
радиоволн. Измерения с ними проводятся в модификации
профилирования по штрекам с разносом 10 м в диапазоне частот
0,625—5 мГц. По положению «краевых» экстремумов в
графиках напряженности поля определяют проекцию края
отражающего объекта на профиль наблюдений, а по полярным
диаграммам установки РВП можно оценить возможные углы и
направления падения отражающей границы тела, удаленность ее от
профиля наблюдений.
В сложных условиях для определения природы магнитных
аномалий и оценки их перспектив на железо используют и
другие методы скважинной электроразведки — ВП, ЕП, ДЭМП-С.
Наблюдения методом ВП на одном месторождении
Таджикистана в вариантах поверхность — скважина и скважина —
поверхность позволили определить глубину залегания тела, его
размеры и положение проекции на поверхность земли. В первом
случае заземление осуществляют в обсадную трубу у
поверхности, а наблюдения ведут по скважине, во втором —
заземление— в нижнюю часть рудного тела и наблюдения — по
наземному профилю.
На ряде месторождений (Урал, Северный и Центральный
Казахстан) положительные результаты при определении
природы аномалий и оценке их перспективности дает метод
искусственного подмагничивания (МИП), а в условиях горизонтальных
слоистых сред — метод вертикальных («центральных»)
индукционных зондирований — ВИЗ.
Методы электрического каротажа используют для литологи-
240

ческого расчленения разреза скважин (КС, ПС), для уточнения
положения рудных интервалов, выделения окисленных и
слабомагнитных руд, идентификации отдельных пластов и рудных
подсечений (МСК, МЭП, КС). При решении этих задач они
чаще всего комплексируются с КМВ, ГК, ГГК-П или ГГК-С.
В последнее время на месторождениях используют также
электромагнитный каротаж (ЭМК), объединяющий индукционный
каротаж и каротаж магнитной восприимчивости.
Данные каротажа используются при геологическом
опробовании керна и оперативном подсчете запасов, принимаются в
качестве основных в окончательном подсчете запасов при
некондиционном выходе керна и являются основой для
управления отработкой месторождений (без разубоживания и потерь
сырья в недрах).
Гидротермальные месторождения железа
имеют ограниченное распространение и подразделяются на
высокотемпературные и среднетемпературные.
Высокотемпературные магнетитовые месторождения
Сибирской платформы характеризуются: близповерхностным
залеганием и связью с трапповыми формациями; жилообразной,
линзообразной и неправильной формой рудных тел; развитием
сплошных, брекчиевидно-вкрапленных и вкрапленных руд с
содержанием железа в рудах от 25 до 60%. Удельное
электрическое сопротивление руд: сплошных и жильных (Fe — 50%) —
5—30 Ом-м, брекчиевидных и вкрапленных (Fe — около
25%)—20—60Ом-м. Вмещающие эффузивно-осадочные
породы имеют сопротивление от 200 до 500—1000 Ом-м, а траппы —
1000—2000 Ом-м. Руды хорошо поляризуются: цк жильных и
сплошных руд — 25—75%, средняя — 45%; брекчиевидных и
вкрапленных — 4—60%, средняя — около 15%. Наиболее
вероятные значения поляризуемости эффузивно-осадочных пород и
траппов— 1—2%.
В условиях Сибирской платформы электроразведка
начинает применяться уже с этапа прогнозной оценки рудоперспектив-
ных районов (масштаба 1 :200 000). С помощью методов
теллурических токов, МТЗ и ЗСБЗ изучаются изменения мощности
платформенного чехла, тектонически ослабленные зоны и
структуры, контролирующие размещение железорудных
месторождений. В поле ТТ трапповые образования отмечаются
повышенными значениями напряженности (£Ср~ 160—180 усл. ед), в то
время как отдельным железорудным месторождениям (Копаев-
ское и др.) отвечают изометричные аномалии — минимумы
(£ср~30-^60 усл. ед.). Отмечено также, что железорудные
районы пространственно совмещаются с региональными
понижениями средней напряженности до 200—600 усл. ед.
На этапе крупномасштабных поисковых работ масштаба
16—815
241

1 :50 000 с целью выделения рудных аномалий на фоне
знакопеременных магнитных полей траппов в помощь магниторазведке
выполняют гравиметрическую съемку и съемку естественного
электрического поля. Установлено наличие естественных
электрических полей над многими месторождениями Ангарской
провинции. Съемка велась по сети 500x100 м или носила
маршрутный характер. Главная залежь Нерюндинского
месторождения отмечена отрицательной аномалией ЕП интенсивностью
200—250 мВ. Наиболее интенсивные аномалии наблюдаются над
жильными разностями руд, для которых характерна
наибольшая проводимость. Выявленные рудоперспективные аномалии
ЕП в дальнейшем изучаются на глубину методом ВЭЗ-ВП по
отдельным пересечениям.
В комплексе детальных поисков и поисково-оценочных
работ, особенно в случае слабомагнитных руд, рудные зоны
прослеживают методом ВП в модификации срединного градиента
(сеть наблюдений 200X20 м). Аномалии над залежами с
богатыми магнетитовыми рудами достигают 55%. Для детального
изучения структуры рудных месторождений и оценки орудене-
ния на глубину в дальнейшем выполняют работы методом
ВЭЗ-ВП (ЛВ = 8-М0 км, шаг наблюдений 100—500 м). Метод
ВЭЗ-ВП может использоваться также и при поисках глубокоза-
легающих рудных тел в пределах известного рудного поля или
на флангах разведанных месторождений. При этом
применяется более разреженная сеть наблюдений (2x2) — (4x4) км при
АВ = 3~4: км. Метод ВП позволил резко повысить
однозначность расшифровки гравитационных и магнитных аномалий и
получить сведения о структурных формах рудных залежей на
глубинах до 1—1,2 км. Особенно эффективным метод ВЭЗ-ВП
оказался при выявлении пологозалегающих рудных залежей на
Нерюндинском, Копаевском и Катском месторождениях. На
указанных месторождениях в вспомогательных целях
используют также метод сопротивлений в модификациях
электропрофилирования и ВЭЗ. С их помощью выявляют и прослеживают
геологические контакты, разрывные нарушения, тела траппов,
зоны многолетней островной мерзлоты. Известны примеры
успешного применения дипольного варианта метода переходных
процессов с целью выявления магнетитового оруденения. На
месторождениях указанного типа применимы также, особенно
на стадиях поисково-оценочных и разведочных работ, методы
скважинной геофизики и каротажа, охарактеризованные выше
в связи с контактово-метасоматическими магнетитовыми
месторождениями. Но есть и специфика. Так, на Нерюндинском
месторождении, где ни один из методов каротажа в отдельности
не может обеспечить решение указанных задач, применено
интегрированное представление материалов одновременно всех
методов каротажа в виде единой обобщающей функции, сум-
242

мирующей объективные физические характеристики отдельных
типов руд в разрезе [6].
Среднетемпературные гидротермальные месторождения
представлены сидеритовыми рудами, нередко с вкрапленностью
сульфидов. Это жилы и пластообразные тела замещения в
карбонатных породах. В зоне окисления по сидеритам развиты бу-
рожелезняковые шляпы с содержанием железа до 40—60°/о
[232]. Удельное электрическое сопротивление сидеритовых руд
высокое (300—20 000 Ом-м) и может не отличаться от
сопротивления вмещающих карбонатных пород (2500—30 000 Ом-м).
Поэтому методы электроразведки используют главным образом
при картировании рудовмещающих и рудоконтролирующих
структур: синклинальных прогибов, разрывных тектонических
нарушений и др. В число используемых методов входят ВЭЗ„
профилирование. С их помощью можно картировать также
рудоносные карбонаты среди сланцев и оценивать мощность
рыхлых отложений. Это существенно облегчает выделение и оценку
рудных полей методами магниторазведки и гравиразведки в
условиях сильной изменчивости размеров и форм рудных тел.
В комплексе каротажа представлен электромагнитный каротаж
(ЭМК), который вместе с методами ГК, ГГК-С, кавернометрией
и инклинометрией обеспечивает выделение рудных горизонтов,,
определение их глубины залегания и мощности, качества руд.
Магматические месторождения железа
представлены титаномагнетитовыми и апатитомагнетитовыми
рудами. Титаномагнетитовые руды связаны с
дифференцированными массивами ультраосновных и основных пород. Руды слагают
магнетит, ильменит и титаномагнетит. Форма тел — пласто- и
линзообразная, тип руд — сплошные и вкрапленные. Удельное
электрическое сопротивление руд — 60—80 Ом-м, вмещающих
пород — 3-Ю5—5-106; поляризуемость руд—10—15% и более,
вмещающих пород—1—9%. Опыт применения методов
электроразведки при поисках ильменит-магнетитовых руд накоплен
в Восточных Саянах [6]. Так, метод вызванной поляризации
в модификациях срединного градиента (СГ) и ВЭЗ позволяет
изучить глубинное строение рудных полей и зон. Методом
ВЭЗ-ВП установлено как крутое, так и пологое, вплоть до
горизонтального, залегание рудных зон и тел; методом СГ
выделяются контуры рудных зон. Методом естественного поля на
участке месторождения выявлен ряд аномалий естественного
электрического потенциала интенсивностью от +30 до —60
и даже до —200 мВ. По данным метода переходных процессов
вся масса ильменит-магнетитовых руд (вкрапленных и
массивных) на временной задержке 30 м/с отмечается значениями
50—60 мкВ/А при нулевых значениях над вмещающими породами.
Метод индукции в комплексе с магниторазведкой используют и
на месторождениях, связанных с ультраосновными интрузиями
16*
243

щелочного ряда (типа Ковдоревского массива), где он
позволяет расчленить интрузивы по составу с выделением оливино-
вого ядра и зон метасоматитов. Рудным зонам таких
месторождений отвечают, как правило, минимумы рк.
Месторождения апатитомагнетитовых руд связаны с
породами сиенитовой магмы и представлены крупными плитообразны-
ми телами сплошных руд (Fe — около 65—70%). Удельное
электрическое сопротивление руд — первые сотни ом-метров.
Применение методов электроразведки (ВЭЗ, ЭП) позволяет
устанавливать местоположение и контуры рудных зон по
минимумам рк, сопряженным с аномальным магнитным полем сложной
морфологии, локальными аномалиями силы тяжести,
схождением гравитационных векторов Vxz.
Осадочные месторождения железа связаны
с континентальными и морскими образованиями. Удельное
сопротивление гидрогетитовых и бурожелезняковых руд
составляет 10—80 Ом-м, гематитовых и магнетитовых руд осадочных
формаций — десятки — сотни ом-метров. При поисках залежей
бурожелезняковых руд (со слабой дифференциацией руд и
вмещающих пород по физическим свойствам) в условиях
Липецкого, Тульского, Серовского и других месторождений
электроразведку используют для картирования рудоконтролирующих
образований, исследования рельефа известняков, подстилающих
рудный пласт, выделения зоны карстов и решения других задач.
Наиболее эффективными для этих целей оказались методы
ВЭЗ, ДЭЗ, ЭП, применяемые нередко в комплексе с
магниторазведкой [231].
При поисках месторождений магнетит-гематитовых руд в
осадочных формациях складчатых областей, например атасуй-
ского типа, электроразведочные работы методами ВЭЗ и СП
ведут в комплексе с магниторазведкой и гравиразведкой
(масштаба 1 :50 000) при картировании синклинальных структур, в
разрезе которых имеются кремнисто-карбонатные породы
продуктивной свиты. По данным электроразведки можно судить о
глубине залегания кровли палеозойских пород и их коры
выветривания. К рудным здесь относят магнитные аномалии при
наличии высоких значений поля AZ, гравитационных аномалий и
поднятий рельефа палеозойских пород (по ВЭЗ). В комплексе
методов каротажа совместно с КМВ, ГК, ГГК-С и ГГК-П
используют КС и ЭМК. Это позволяет выделять в разрезе
отдельные подсечения рудных горизонтов, определять мощность и
качество руд, коррелировать рудные горизонты соседних скважин.
Марганец
Основной промышленный тип марганцевых руд —
осадочный— приурочен к кремнистым и кремнисто-глинистым осадкам
олигоценового возраста, выполняющим депрессии, депрессион-
244

ные ловушки на склонах Украинского и Дзирульского
кристаллических массивов. Рудные залежи пластовой формы залегают
почти горизонтально и согласно со вмещающими породами. Ме-
таморфизованные месторождения образовались главным
образом в результате регионального метаморфизма осадочных руд
и марганцовистых пород (Центральный Казахстан). Остаточные
месторождения представлены марганцевыми шляпами,
образующимися при окислении марганценосных пород и руд различных
генетических типов. Для осадочных месторождений наиболее
характерен пиролюзито-псиломелановый состав руд,
манганитовые и карбонатные руды. Минеральный состав слабометамор-
физованных руд представлен браунитом и гаусманитом.
Остаточные руды в основном состоят из пиролюзита, псиломелана
и вернадита.
В состав руд входят электропроводящие минералы: на
месторождениях метаморфических и осадочных — пиролюзит и
браунит, а на гидротермальных месторождениях — в
ограниченном количестве сульфиды. Проводимость марганцевых руд
меняется в широком диапазоне: у рыхлых руд она достаточно
высокая (в 5—25 раз больше, чем у вмещающих пород), у
плотных руд — низкая (не более чем в 2 раза превышает
проводимость вмещающих пород). Для марганцевых руд характерна
также повышенная поляризуемость. Например, над залежами
Атасуйского месторождения марганца (Центральный
Казахстан) отмечены аномалии кажущейся поляризуемости до 10—
12% при фоне 2% [233]. Средние значения цк руд,
определенные по образцам на месторождениях Присаянья, составляют
38%, вмещающих пород—1—4%. При благоприятных физико-
химических условиях на месторождениях могут образоваться и
аномальные естественные поля. Так, на Чиатурском
месторождении наблюдаются аномалии до —100 мВ. Аномалии
естественного поля на Атасуйском месторождении достигают сотен
милливольт. Фактор, осложняющий применение методов
электроразведки на метаморфических месторождениях,—«присутствие
в геологическом разрезе углистых пород, развитых в одних
случаях более интенсивно, в других менее.
Электроразведку в марганцево-рудных районах применяют
практически на всех этапах регионального изучения,
геологического картирования, поисков и разведки месторождений.
Методы электроразведки (ВЭЗ, ЭП, ДЭП) в комплексе с
аэромагнитной и гравиметрической съемками участвуют в литолого-
структурном картировании районов (масштабов 1:200 000—
1:50 000), основным назначением которого в Никопольском и
Чиатурском районах являются выявление и прослеживание мар-
ганцевоносных формаций в депрессионных структурах на
склонах кристаллических массивов. В Кузнецком Алатау на
указанном этапе методы структурной электроразведки могут быть ис-
245

пользованы для выявления и изучения благоприятных для
нахождения марганцевых руд структурно-фациальных зон.
На этапе поисковых работ наиболее широко применяют
методы ЭП, ДЭП, ВЭЗ, ВП, ЕП, чаще всего в комплексе с
магниторазведкой и гравиразведкой при изучении внутреннего
строения рудовмещающих структур, осложняющей их разрывной
тектоники, марганцевоносных формаций, выделении и
прослеживании рудоносных горизонтов, определении их положения
в разрезе, а в благоприятных условиях и с целью прямых
поисков марганцевых руд.
Например, в Никопольском районе метод ВЭЗ используют
при выделении новых депрессий с марганцевоносными
отложениями, изучении их внутреннего строения, определении
мощности покровных отложений. Опираясь на данные ВЭЗ, удается
отделить слабые магнитные аномалии, вызванные пластовыми
залежами, от аналогичных аномалий, создаваемых породами
фундамента (гранитами, гнейсами). На Чиатурском
месторождении зоны оруденения выделяются методами ВЭЗ и ДЭП
благодаря пониженному сопротивлению руд (20—80 Ом-м) по
сравнению с вмещающими породами (50—300 Ом-м) и
подстилающими их известняками (более 1000 Ом-м). Для разделения
зон пониженного сопротивления на рудные и безрудные в
комплексе используют метод естественного поля. На Атасуйском
месторождении рудные участки отмечаются аномалиями
естественного поля и повышенной кажущейся поляризуемости.
При опоисковании околоскважинного пространства и
изучении пространственного положения рудных залежей и их
морфологии могут оказаться эффективными методы скважинной
электроразведки, и в первую очередь скважинные варианты
методов естественного электрического поля, вызванной
поляризации, радиоволнового просвечивания и электрической
корреляции. Основания для их применения — повышенная
электрохимическая активность, поляризуемость и проводимость. Например,
на гидротермальном месторождении в Центральном
Казахстане, где развиты псиломелан-браунитовые и псиломелан-
пиролюзитовые руды и где слабо проявлена углефикация
рудовмещающих пород, РВП и МЭК обеспечили прослеживание
в межскважинном пространстве крутопадающих пластообраз-
ных рудных тел, а РВП, кроме того, позволил оценить мощность
рудного тела в межскважинном пространстве. Следует также
напомнить, что пиролюзит относится к пьезоэлектрически
активным минералам [13]. В этой связи целесообразно опробование
метода пьезоэлектрического эффекта как в наземном, так и в
скважинном варианте на месторождениях пиролюзитового
состава.
Большую роль на этапе разведки марганцевых
месторождений в условиях малого выхода керна при бурении в рыхлых
246

толщах играют методы каротажа. Основу комплекса составляют
каротаж магнитной восприимчивости (КМВ),
ядерно-физические методы каротажа (СНГК, НАК-Т, ГТК-С, ГГК-П),
электрокаротаж— КС и электромагнитный каротаж — ЭМК.
Последний участвует в выделении и корреляции рудных
горизонтов между скважинами, изучении строения рудных горизонтов,
разделении руд по минералого-технологическим типам (окис-
ные и карбонатные). По В. П. Кальварской, данные ЭМК могут
быть использованы для выбора технологии обогащения руд,
быть опорными при проведении исследований скважин ядерно-
геофизическими методами в целях количественной оценки
содержаний марганца в рудах. Каротаж КС эффективен на ряде
месторождений при литолого-петрографическом расчленении
пород разреза.
Хром
Месторождения хромитов приурочены к массивам
ультраосновных пород — перидотитам, дунитам, перидотитовым и дуни-
товым серпентинитам, залегающим среди габброидов и
сланцевых толщ. Представлены месторождения группами рудных тел,
залегающих на различных глубинах (от первых метров до
1000 м) в виде линз или гнездообразных тел значительных
размеров (десятки и сотни метров). Условия залегания и
морфология рудных тел нередко осложнены сбросами. Хромитовые руды
имеют высокое удельное электрическое сопротивление
(>100 кОм-м). Близкие значения сопротивления у
неизмененных гипербазитов (ЫО5—МО6), габбро-амфиболитов (10—
60 кОм-м). У кристаллических сланцев сопротивление
изменяется от 0,1 до 100 Ом-м. Благоприятно то, что у рудовмещаю-
щих серпентинитов сопротивление значительно ниже (350—
1000 Ом-м). Наиболее проводящими (р=п-10 Ом-м) являются
рыхлые покровные отложения. Повышенная поляризуемость
(10—15%) наблюдается у серпентинитов в околорудном
пространстве благодаря вкрапленности магнетита и сульфидов. У
неизмененных гипербазитов поляризуемость 3—4%.
Электроразведка как при поисках, так и при разведке
месторождений хромитов играет вспомогательную роль. Это, в
первую очередь, связано со слабой дифференциацией пород и руд
хромитовых месторождений по электрическим свойствам.
Основной метод прямых поисков хромитов—гравиразведка. На
этапе крупномасштабных поисков в комплексе с гравиразведкой
электроразведка методом ВЭЗ позволяет определить характер
рельефа погребенного кристаллического фундамента (для
оценки его влияния на данные гравиметрии), установить мощность
и нередко состав перекрывающих фундамент рыхлых
отложений, сведения о которых могут быть полезны для выбора ком-
247

плекса поисковых методов и последующих проверочных
буровых работ. При детальных поисках возможно использование
электроразведки (ЭП, ДИП, СДВР-радиокип) при выделении
и картировании тектонических нарушений, осложняющих
залегание рудных тел. Для выделения приконтактовых зон рудных,
тел целесообразно использовать метод вызванной поляризации,,
а для установления вертикальных размеров серпентинизирован-
ной части рудоносных массивов гипербазитов —
электрозондирования— ВЭЗ-ВП, ДЭЗ, ЗСП.
Методы скважинной электроразведки эффективны в
комплексе поисковых и разведочных работ только при присутствии
в хромитовых рудах магнетита (до 20%). При выявлении таких
руд могут быть использованы методы ВП, радиоволновое
просвечивание и метод электрической корреляции. Метод ВП
в скважинах может быть привлечен для выделения
тектонических нарушений и приконтактовых зон, несущих магнетитовую и
сульфидную минерализацию. Примеры выявления хромитовых
руд по РВП известны из практики работ на отдельных
месторождениях Мугоджар. Из методов электрокаротажа при
изучении разрезов поисковых и разведочных скважин могут
использоваться методы КС и ВП для литологического расчленения
разреза и выделения серпентинизированной части гипербазито-
вых массивов в комплексе с КМВ, ГК, НГК-С, ГГК-С, ГГК-П.
В последнее время появились рекомендации на включение
в комплекс электромагнитного каротажа для выделения рудных
горизонтов, определения их мощности, глубины залегания и
строения, разделения руд по степени обогащения полезными
компонентами, технологическим свойствам.
§ 26. ЛЕГИРУЮЩИЕ МЕТАЛЛЫ
Согласно классификации А. Г. Бетехтина (1964 г.), к этой
группе металлов относятся ванадий, титан, кобальт, никель,
молибден и вольфрам.
Ванадий
Ванадий редко встречается в виде крупных собственно
ванадиевых месторождений, чаще он присутствует в качестве
примеси в различных минералах и породах. Главным источником
ванадия являются комплексные руды, как карнотитовые и ванади-
нитовые, так и ванадийсодержащие титаномагнетиты,
фосфориты, бокситы и бурые железняки [232].
Наиболее применимы в поисковом комплексе на
ванадийсодержащие руды электроразведочные методы ВЭЗ и ЭП,
которые широко комплексируются с магниторазведкой (при
поисках ванадия, связанного с титаномагнетитовыми рудами и бок-
248

ситами) и радиометрией (при поисках радиоактивных руд
ванадия карнотитового состава). Методы электроразведки
позволяют определить мощность рыхлых отложений, изучить рельеф
кровли погребенных коренных пород, выделить депрессионные
зоны, перспективные на отложения бокситовых руд, закартиро-
вать ванадийсодержащие породы (сланцы, карбонаты) и т.п.
В условиях Центрального Прибайкалья [227] в пределах
развития ванадиеносных пород отмечены отрицательные
аномалии естественного электрического поля интенсивностью до
300—500 мВ и аномалии вызванной поляризуемости с
амплитудой до 10—15%. Скорее всего, такие аномалии вызваны гра-
фитизацией и сульфидизацией рудовмещающих пород.
Титан
Промышленные месторождения титана представлены: позд-
немагматическими месторождениями, связанными с сильно
дифференцированными массивами основных и щелочных пород;
осадочными месторождениями — ископаемыми и современными
прибрежно-морскими россыпями; метаморфогенными
месторождениями [232]. Основные рудные минералы титана — ильменит
и рутил — электронные проводники (удельное сопротивление от
1 до 0,01—0,0001 Ом-м), что и определяет достаточно высокую
проводимость титаномагнетитовых руд [13].
При крупномасштабных и детальных поисках (1:50 000 и
1 : 10000) магматогенных месторождений методы
электроразведки (ВЭЗ и ЭП) в ряде случаев дополняют комплекс
магниторазведки, гравиразведки и радиометрии при оконтуривании
площадей распространения основных пород и выделении в них
рудных тел. С помощью ВЭЗ изучают характер развития
рыхлых отложений, электропрофилирование позволяет оценить ру-
доносность перспективных магнитных аномалий. Решение
последней задачи может быть осуществлено и СГ-ВП. Для
изучения глубокозалегающих горизонтов и объемного представления
о размещении рудных залежей во вмещающих породах
массивов в комплекс привлекается метод ВЭЗ-ВП.
Несколько возрастает роль электроразведки при поисках
метаморфогенных месторождений. Пластообразные тела рутил-
содержащих высокоглиноземных сланцев, обладающих более
низким сопротивлением, чем вмещающие их метаморфические
породы, довольно четко картируются различными видами
электропрофилирования. Нередко профилирование дополняется
ВЭЗ [231]. При поисках остаточных месторождений в коре
выветривания габбровых массивов, богатых ильменитом и
рутилом, широко используют метод ВЭЗ в комплексе с магнитораз^
ведкой. С помощью ВЭЗ выявляются пониженные участки,
249

карманы в рельефе коренных невыветрелых пород,
благоприятные для скопления титановых минералов и магнетита.
На стадии разведки месторождений указанных типов
находит применение электрический каротаж (в комплексе с
ядерными методами) с целью литологического расчленения разрезов
скважин и уточнения положения рудных интервалов. На
магматических месторождениях эффективным средством
прослеживания и оконтуривания рудных залежей могут оказаться методы
скважинной электроразведки (МЭК, РВП).
На этапе поисков погребенных аллювиальных россыпей с
помощью ВЭЗ или электропрофилирования (в зависимости от
мощности покровных рыхлых отложений) выявляются древние
долины в рельефе коренных пород, а магниторазведка оконту-
ривает массивы основных пород — возможные коренные
источники питания россыпи.
При разведке россыпных месторождений
электроразведочными работами прослеживаются погребенные долины,
исследуются их геоморфологические особенности и строение;
магниторазведкой (нередко в комплексе с радиометрией) в пределах долин
устанавливаются контуры ильменитоносных отложений.
Никель
Наиболее широкое применение методы электроразведки
нашли при поисках и разведке магматических сульфидных медно-
никелевых месторождений и экзогенных месторождений кор
выветривания.
Сульфидные медно-никелевые месторождения представлены
мощными краевыми залежами, рудными жилами, пологопадаю-
щими плитообразными или линзовидными залежами,
залегающими в интрузиях основного и ультраосновного состава и
тяготеющими к тектоническим элементам разреза. Руды преимущественно
массивные (сплошные сульфиды), брекчиевые или густовкрап-
ленные. Содержание никеля в рудах изменяется от 0,5 до 5%,
меди — от 1 до 20%. К месторождениям этого типа относятся
месторождения Норильского района, Кольского полуострова
и др. За рубежом известны месторождения в Канаде и Африке.
Применению электроразведки на месторождениях
благоприятствует высокая дифференциация руд и вмещающих их
интрузивных образований по электрическим свойствам. Так, на
месторождениях Кольского полуострова массивные брекчированные
и богатые вкрапленные руды имеют электронную
проводимость, их удельное электрическое сопротивление — единицы
омметров и менее. Сопротивление вкрапленных руд—»десятки —
сотни ом-метров, вмещающих ультраосновных пород и бедных
вкрапленных руд—1000—5000 Ом-м, а габбро, диабазов,
гнейсов— до сотен тысяч ом-метров. Кроме сульфидных руд низким
250

сопротивлением (десятки — сотни ом-метров) обладают
измененные (графитизированные и рассланцованные) разности
основных и ультраосновных пород, а также породы в зонах
тектонических нарушений (50—1000 Омм).
Для руд характерна также и повышенная поляризуемость
(первые десятки процентов). Над рудными залежами при
соответствующих физико-химических условиях наблюдаются
естественные электрические поля интенсивностью до сотен
милливольт. В Норильском районе дифференцированные рудоносные
интрузивные породы (габбро-долериты ркср~4-^5 кОм-м)
отличаются по сопротивлению от вмещающих их эффузивов и их
туфов (2— 30 кОм-м) и осадочных пород (0,4—0,8 кОм-м),
а также от своих аналогов недифференцированных интрузий,
сопротивление которых составляет 7 кОм-м. Сливные,
сплошные и густовкрапленные руды имеют сопротивление порядка
долей ом-метра, вкрапленные руды при отсутствии электрической
связи между рудными зернами по сопротивлению близки к
вмещающим породам. Средние значения поляризуемости руд
составляют 12—15%.
Среди пород повышенную поляризуемость (4—6%) имеют
только угленосные осадочные образования тунгусской серии
(Сз-Pi).
Методы электроразведки привлекаются на всех этапах
геологического изучения никеленосных провинций, начиная от
прогноза месторождений и кончая их разведкой и
эксплуатацией. При региональных исследованиях имеется опыт
применения электроразведки методом теллурических токов (ТТ). С ее
помощью уточнено глубинное геологическое строение и
выявлены наиболее благоприятные структурные зоны для размещения
рудоносных интрузий (Печенгский район). Метод ВЭЗ в
комплексе с сейсморазведкой используется для определения
глубины залегания и изучения рельефа поверхности продуктивной
филлитовой толщи. Филлитам отвечает опорный горизонт
низкого сопротивления (рк< 100-^200 Ом-м).
На стадии крупномасштабного геологического картирования
(1:50 000—1:25 000) электроразведка привлекается при лито-
логическом расчленении пород, картировании элементов
разрывной тектоники, выявлении и оконтуривании интрузий основного
и ультраосновного состава. В Печенгском районе, где медно-ни-
келевые месторождения пространственно и генетически связаны
с интрузиями ультраосновных пород, внедрившимися в толщу
филлитов, на стадии поисковых работ, по данным
электропрофилирования, филлитовая толща закартирована широкой
полосой низких значений кажущихся сопротивлений; методом
естественного электрического поля над толщей отмечена полоса
отрицательных аномалий потенциала до —500—700 мВ [233].
Дифференцированные интрузии основного и ультраосновного
251

состава в пределах филлитовой толщи выделяются
повышенными значениями кажущегося сопротивления.
Для картирования массивов основных и ультраосновных
пород и выделения зон нарушений привлекают методы
аэроэлектроразведки— вращающегося магнитного поля (ВМП) и
длинного кабеля (ДК). В результате работ ДК в условиях Карело-
Кольского региона картируются разломы, контролирующие
размещение массивов основных и ультраосновных пород,
тектонические контакты и сульфидоносные сланцы. Установлено, что
ряд месторождений тяготеет к узлам пересечения нарушений,
согласных простиранию пород, с секущими. В благоприятных
случаях по амплитудно-фазовым характеристикам удается
выделять оруденелые зоны. В Норильском районе работами
методом ДК уверенно закартирован главный рудоконтролирующий
разлом, а также установлена приуроченность рудоносных
интрузий к узлам пересечения разломов северо-восточного и
северозападного направлений. Эти разломы прослежены на низкой
частоте (244 Гц) под мощными (20—50 м) рыхлыми
отложениями, что способствует локализации рудоносных площадей.
Для выделения и изучения морфологии рудоперспективных
интрузивных массивов и зон разломов в Норильском районе
в комплексе наземных работ в сочетании с гравиразведкой,
магниторазведкой и сейсморазведкой используют электроразведку
методами ВЭЗ и ВП. С помощью ВЭЗ расчленяют разрез,
выделяют высокоомную часть разреза, которую связывают с
интрузивным телом, и определяют глубину залегания и положение
этого тела. Оценка рудоносности массива осуществляется с
привлечением метода ВП (по схеме ВЭЗ или
электропрофилирования). Рудоносные интрузии габбро-диабазов, залегающие
в карбонатных породах девона и вскрытые эрозионным срезом,
имеют кажущуюся поляризуемость 5—8%, а вмещающие
породы— 1—2% и менее. Над габбро-норитами с вкрапленным и
сплошным оруденением среди диоритов аномалии ВП могут
достигать по цк 12% (рис. IX.2). Если дифференцированные
интрузии залегают в песчано-углистых породах тунгусской серии и
перекрыты базальтами, на графиках ВЭЗ-ВП вмещающие
породы отмечаются значениями rjK до 1%, рудоносные горизонты —
до 10—21%, перекрывающие базальты — до 2—5% '[227].
Фактор, осложняющий применение электроразведки в районе, —
наличие местами мощной толщи четвертичных рыхлых отложений
и многолетней мерзлоты.
Методы электроразведки являются основными при
выделении в пределах крупных интрузий ультраосновных пород самого
оруденения. Отвечающие им зоны локальной проводимости
могут быть выявлены методами КЭП, ДИП, МПП (Печенгский
район). При малых размерах интрузий и в случаях, когда ору-
денение находится вблизи или на контакте интрузии с хорошо
252

РИС. 1Х.2. Результаты геофизических работ над залежью сульфидных мед-
но-никелевых руд (по Д. В. Полферову и И. П. Григорьевой).
1 — диориты; 2 — нориты и габбро-нориты безрудные; 3 — нориты и габбро-нориты с
вкрапленным оруденением; 4 — сплошные сульфидные руды; 5 — четвертичные
отложения
проводящими филлитами, эффективным оказался метод ДИП
в комплексе с магниторазведкой. В толще филлитов этим
методом фиксируются только зоны интенсивной графитизации и
сульфидной минерализации, тогда как сами филлиты не
отмечаются. Метод ДИП используют также при выделении орудене-
ния внутри массива или на его контакте с диабазами. И те и
другие породы имеют высокое сопротивление, и в результате
амплитудно-фазовых измерений достаточно четко фиксируются
зоны пониженных сопротивлений (десятые доли ом-метра),
отвечающие сульфидной минерализации. Известен опыт
применения в Мончегорском районе метода незаземленной петли с
аппаратурой АФИ-4 при оценке перспектив выявленных
комплексных (гравимагнитных) аномальных зон, отождествляемых с
интрузиями основного и ультраосновного состава. По
амплитудным и фазовым характеристикам оруденение фиксируется как
объект с хорошей проводимостью.
25S

5 6 8 Ю 15
Ш\1 Щ}2 тзШоШМ*ЕЕВ* ^^
РИС. IX.3. Графики E(t)/I на месторождении медно-никелевых руд в
Норильском районе (по Л. Т. Исаеву).
i — медно-никелевые руды; 2 — габбро-долериты; 3 — песчано-мергелистые карбоновые
отложения; 4 — сульфатно-карбонатные отложения; 5 — четвертичные отложения; 6 —
нижняя граница распространения вечной мерзлоты
В Аллареченском районе поиски зон сульфидного орудене-
ния выполняют с привлечением метода переходных процессов
(МПП) по сети 200x400м с петлей 200X200м. АномалииМПП
детализируют методом ДИП или ЭПП (эллиптически
поляризованного поля) при поисках неглубоко залегающих рудных тел
и МПП в профильном варианте в случае глубокого их
залегания. Высокую разрешающую способность метода показало его
применение в Норильском районе, несмотря на скрытое
залегание оруденения в габбро-долеритах под покровом четвертичных
отложений (рис. IX.3).
С целью изучения меж- и околоскважинного пространства
при поисково-оценочных работах и разведке медно-никелевых
месторождений применяют методы скважинной
электроразведки: в Кольском районе —КСПК, РВП, МЭК, МЗТ, ДЭМПС,
в Норильском районе — ВП, ДЭМПС, МПП-С. Наиболее широ-
254

ко они сочетаются со скважинной магниторазведкой, реже — со-
скважинной сейсморазведкой. Применению РВП
благоприятствуют низкие значения коэффициента поглощения
электромагнитных волн во вмещающих породах по сравнению с
сульфидными рудами. С помощью РВП могут быть обнаружены рудные
залежи в околоскважинном пространстве, а также изучена их
морфология. Дальность просвечивания в благоприятных
условиях оценивается в 500—600 м.
Корреляция рудных интервалов скважин, установление
сплошности рудных залежей или мест их разрывов могут быть
осуществлены МЭК. Метод КСПК привлекается для
определения качественного минерального состава рудных тел и оценки
возможных их размеров [234]. ДЭМПС полезен при выделении
сплошных, массивных руд (р<10 Ом-м) среди прожилково-
вкрапленных и вкрапленных руд (в радиусе до 50—80 м or
скважины), оценке их размеров, морфологии,
пространственного положения, элементов залегания. При изучении проводящих
объектов в призабойном пространстве (до 150—200 м ниже
уровня забоя) взамен односкважинного ДЭМПС может быть
использована модификация межскважинного электромагнитного-
профилирования — МДЭМП. При изучении хорошо проводящих
рудных залежей может быть применен также скважинный
вариант метода переходных процессов (ММП-С); в случаях
проявления вкрапленного оруденения предпочтительнее
использование скважинной модификации метода вызванной поляризации
(ВП-С).
На стадиях поисков и разведки медно-никелевых
месторождений методы электрического каротажа — КС, ПС, МЭП и МСК
нашли применение в комплексе с другими видами каротажа
(ГК, ГГК-П, КМВ) при расчленении разреза, выделении и
уточнении мощности рудных горизонтов. Включение в указанный
комплекс электромагнитного каротажа (ЭМК) может быть
полезным для расчленения зон сульфидной минерализации по
степени обогащения сульфидами с выделением промышленной
минерализации, разделения руд по текстурным особенностям
(массивные, прожилковые, вкрапленные). Эти данные могут быть
использованы при разбивке сети геологического опробования
керна.
Месторождения силикатного никеля делятся по условиям
залегания и форме залежей руд на плащеобразные, или
площадного типа, линейно вытянутые, или трещинные, контактово-кар-
стовые. Образовались они в условиях тропического климата
при латеритном выветривании основных и ультраосновных
пород [232]. Никеленосные коры выветривания имеют низкие
значения удельного сопротивления (единицы — десятки ом-метров)
по сравнению с коренными породами (сотни — тысячи
ом-метров). Высокая поляризуемость в зоне окисления приводит не-
255

v v v ^^^-^-^ ^'~~>rr5£g^ -v v v v
v v v v ^^ZZffiprfk Р?Лг * yrr^'v v v v v v
v v v v v \{^f&22/yРяЬ*////£^г у v v v v v
V V V V V V V Удя V VVVVVvV
vvvvvvvvvvv vvvvvv
|?э
РИС. 1Х.4. Обобщенная геоэлектрическая модель месторождения
силикатного никеля.
/—четвертичные отложения; 2 — охры и охристые образования; 3 — нонтрониты; 4 —
-серпентиниты. Значения параметров: pi«20, р2«30-*-50, Рз»10, р4**300-*-500 Ом-м;
Ai«l4-2, /г2«5-И0, ftj>«15-*-20, fc4~2-*-3%
редко к появлению аномалий ВП интенсивностью до 15% при
фоне 2—3% (рис. IX.4).
Электроразведочные работы в комплексе геофизических
поисков выполняют, как правило, на площадях, где уже выявлены
(магниторазведкой, гравиразведкой или геологическими
работами) массивы ультраосновных пород. С помощью методов ВЭЗ
и СЭП изучается погребенный рельеф коренных пород,
выделяются депрессионные зоны и карстовые воронки, определяется
мощность рыхлых отложений и, по возможности, изучается
состав последних с выделением коры выветривания. В условиях
полузакрытых районов Казахстана электроразведку (ВЭЗ и
СЭП) используют при прослеживании зон тектонических
нарушений и разломов, отличающихся повышенной проводимостью,
а также при установлении общей мощности рыхлых отложений
и изучении их состава.
При малой мощности покрова четвертичных отложений эти
задачи решаются преимущественно электропрофилированием
с двумя разносами питающих электродов (масштабы 1 : 10 000—
1 :25 000); ВЭЗ используют при выборе разносов установок ЭП,
оценке мощности рыхлых отложений и расчленении их по
составу в пределах выявленных депрессионных зон. При
значительной мощности покрова применяют главным образом метод
ВЭЗ. Уверенные результаты этими методами получаются в
случаях четкой дифференциации коры выветривания и коренных
пород по электрическому сопротивлению. В неблагоприятных
условиях ограничиваются определением суммарной мощности
рыхлых отложений. При аномальной поляризуемости руд
вместо указанных методов следует использовать модификации мето-
256

да вызванной поляризации — СГ-ВП и ВЭЗ-ВП, первую — при
неглубоком залегании кор выветривания для их площадного
картирования, вторую—для изучения разреза кор
выветривания по опорным пересечениям в дополнение к СГ-ВП и при
глубоком залегании кор для их картирования на всей площади
поисков. Такая замена позволит использовать два
информативных параметра — рк и цк и повысит достоверность
геологических выводов.
Методы скважинной электроразведки на этих
месторождениях практически не используют, что объясняется неглубоким
их залеганием и плохой сохранностью скважин. В
благоприятных условиях (большая мощность кор, устойчивость стенок
скважин) для обнаружения кор в околоскважинном
пространстве следует опробовать скважинные модификации ВП
(вертикальное профилирование) и ДЭМПС. В комплексе каротажа
(вместе с ГК, СНГК, КМВ) находят применение КС (или ТК),
ПС, ВП. С их помощью уточняется геологическая колонка
скважин и выделяются в разрезе продуктивные образования,
что особенно важно в условиях низкого выхода керна по коре
выветривания и при опробовании руд в естественном залегании
(с помощью СНГК).
Кобальт
Известны четыре генетических типа месторождений
кобальта [232]: кобальтсодержащие сульфидные медно-никелевые
месторождения (Норильский и Кольский районы); скарново-
магнетитовые месторождения кобальтсодержащих руд (Тур-
гайский прогиб и Урал); гидротермальные месторождения
(Тувинская АССР); месторождения кобальтсодержащих
никелевых руд коры выветривания серпентинитов (Средний Урал).
При поисках месторождений кобальта первого, второго и
четвертого типов в поисково-разведочных комплексах
используют электроразведочные методы, применяемые на сульфидных
медно-никелевых и скарново-магнетитовых месторождениях и
месторождениях кор выветривания серпентинитов и описанные
выше.
Месторождения кобальта гидротермального типа
располагаются в пределах антиклинальных складок и тяготеют к
крупным разломам, а само оруденение приурочено к оперяющим их
трещинам. Рудные жилы локализованы преимущественно в
пределах скарновой зоны и имеют крутое или пологое падение.
Состав жил карбонатный; рудные минералы представлены арсе-
нидами никеля и кобальта; среди второстепенных минералов
встречаются халькопирит, галенит, сфалерит. Руды вкрапленные
и сплошные [232].
17—815
257

Методы электроразведки в подобных условиях могут быть
применены для решения как картировочных, так и поисковых
задач. Электропрофилирование (ЭП) можно использовать для
картирования рудовмещающих вулканогенных и осадочных
пород, отличающихся по удельному сопротивлению, а также зон
разломов и оперяющих их трещин, образования которых
обладают повышенной проводимостью. Объектом поисков методом
ЭП могут стать также скарны, для которых характерны более
высокие значения сопротивления по сравнению с осадочными и
вулканогенными образованиями. Присутствие в рудах никелина
и сульфидов, обладающих электронной проводимостью, создает
благоприятные условия для применения метода вызванной
поляризации в модификациях СГ-ВП и ВЭЗ-ВП с целью
выделения рудных тел и зон сульфидной минерализации. В
благоприятных физико-химических условиях над рудными залежами
могут возникать естественные электрические поля. В комплексе
разведочных работ могут найти применение методы скважин-
ной электроразведки (в первую очередь — скважинный вариант
метода вызванной поляризации и МЭК) для обнаружения ору-
денения в околоскважинном пространстве и корреляции рудных
горизонтов соседних скважин. Методы электрокаротажа КС,
ПС, МСК, ЭМК могут участвовать в уточнении разреза
скважин, выделении рудных горизонтов, определении их глубины
залегания, мощности, строения. При ведении поисковых работ
методы электроразведки следует широко комплексировать с
высокоточной магниторазведкой и литогеохимической съемкой по
вторичным ореолам рассеяния металлов, при разведочных
работах— с ядерно-физическими методами и геохимическим
опробованием.
Молибден
Основными генетическими типами месторождений
молибдена являются контактово-метасоматические (скарновые)
месторождения (Северный Кавказ, Средняя Азия),
высокотемпературные гидротермальные месторождения, представленные
кварцевыми жилами и зонами грейзенов (Забайкалье, Урал и
Прибалхашье) и среднетемпературные гидротермальные
месторождения прожилково-вкрапленных молибденовых и медно-мо-
либденовых руд (Прибалхашье, Узбекистан). Оруденение
обычно располагается в апикальных частях и кровле небольших
интрузивных тел гранитоидного состава вблизи региональных
разломов или оперяющих их тектонических нарушений.
Нередко в зоне оруденения отмечается пиритизация пород.
Дифференциация пород и руд по удельному сопротивлению
следующая: неизмененные граниты — 2000—3000 Ом-м; гидро-
258

термально-измененные породы—100—1000 Ом-м; осадочно-эф-
фузивные образования— 100—500 Ом-м; минерализованные
образования штокверков, скарнов, тектонических нарушений —
1—10 Ом-м. Поляризуемость гранитов и осадочно-эффузивных
образований — 2—'3%, пиритизированных гранитов — до 5—
6%, а минерализованных (рудных) образований — до 15%. Над
месторождениями в благоприятных физико-химических
условиях проявляются аномалии естественного электрического поля.
На стадиях регионального изучения и геологического
картирования методы электроразведки привлекаются для оценки
мощности перекрывающих наносов (ВЭЗ), изучения глубинного
строения (ДЭЗ, ЗСП, МТЗ), выделения и прослеживания
тектонических нарушений (электропрофилирование — СЭП, КЭП,
ДИП), картирования зон пиритизации и рассеянной рудной
минерализации (ЕП, ВП).
При поисках скарновых месторождений молибдена
электроразведочные методы используют для уточнения и оконтуривания
гранитных интрузий, прослеживания их контактов. Рудоносные
магнитные скарны отмечаются аномалиями вызванной
поляризации, проводимости и естественного электрического поля.
При поисках кварцево-жильных месторождений
электроразведку используют чаще всего для выделения кварцево-молиб-
деновых жил. Локализуются они обычно в самих гранитах либо
в их экзоконтактах. Размеры жил по простиранию — сотни
метров при мощности 1—3 м. Рудные минералы представлены
молибденитом, пиритом, вольфрамитом. Для поисков жил
применяют электропрофилирование (срединный градиент,
симметричное и др.) масштабов 1 :2000—1 : 10000. Жилам отвечают зоны
повышенного сопротивления, коррелируемые по нескольким
профилям съемки. С детализационными целями при поисках и
разведке кварцево-молибденовых жил может быть использован
пьезоэлектрический метод.
При поисках молибденовых штокверков в условиях
Казахстана эффективны методы естественного электрического поля
и вызванной поляризации. Аномалии естественного поля и
поляризуемости обусловлены присутствием в рудах пирита,
халькопирита, галенита и других сульфидов. Для обеспечения
повышенной глубинности поисков предпочтительнее включение в
комплекс метода ВП (СГ-ВП). ВЭЗ используют в комплексе
с целью определения мощности рыхлого покрова, а ВЭЗ-ВП —
для изучения ореола рассеянной минерализации на глубину.
Методы электроразведки комплексируются при поисках с
магниторазведкой, гравиразведкой и литогеохимической съемкой.
Особенности применения электроразведки при поисках и
разведке медно-молибденовых месторождений и
вольфрам-молибденовых штокверков изложены соответственно в
подразделах «Медь» и «Вольфрам».
17*
259

Вольфрам
Из постмагматических месторождений наибольшую
значимость имеют контактово-метасоматические (скарновые)
месторождения, возникающие на контактах или вблизи контактов
кислых интрузий с карбонатными породами (рудный минерал —
шеелит, руды — комплексные и содержат вольфрам, молибден,
иногда висмут, золото), и высокотемпературные глубинные
гидротермальные кварц-вольфрамитовые месторождения,
представленные жилами или штокверками и залегающие среди гранитов
или в их экзоконтактах (рудные минералы — вольфрамит,
молибденит, шеелит, гюбнерит, арсенопирит, пирротин и др.;
руды— комплексные, содержат молибден, иногда олово, висмут).
Содержания вольфрама в коренных месторождениях небольшие
(не более 1—3%) [232]. Гидротермальные изменения
проявлены в виде окварцевания, калишпатизации, серицитизации, грей-
зенизации. В околорудном пространстве проявлена рассеянная
вкрапленность сульфидов и пиритизация.
Применению методов электроразведки способствуют
повышенные значения электрической проводимости и поляризуемости
у вольфрамсодержащих руд, представленных
минерализованными гидротермально измененными гранитоидами и песчано-слан-
цевыми образованиями. Удельное сопротивление неизмененных
гранитоидов — 1000—3000 Ом-м, песчаников— 100—1000 Омм,
сланцев—100—500 Ом-м; минерализованных их аналогов
соответственно 100—1000, 1—10, 5—20 Ом-м. Поляризуемость
минерализованных пород — до 10—15%, пиритизированных —
5—6%, неизмененных — 2—3%. Штокверкам отвечают
аномалии вызванной поляризации и естественного электрического поля,
кварцево-жильным телам — аномалии повышенного
сопротивления, рудным сульфидизированным грейзенам — аномалии
пониженного сопротивления и повышенной поляризуемости.
При крупномасштабном геологическом картировании с
общими поисками (1:50 000—1:25 000) с целью выделения
перспективных площадей надыинтрузивных зон, контактов интрузий
с вмещающими породами, оперяющих разрывных нарушений и
поисков оруденения в комплексе с магниторазведкой, гравираз-
ведкой, радиометрией и литогеохимической съемкой используют
преимущественно методы естественного электрического поля и
вызванной поляризации. Однако их применение не носит
площадного характера, а чаще всего ограничивается оценкой
выявленных рудоносных структур.
Применение электроразведки при поисках скарновых
месторождений вольфрама и молибдена рассмотрено в подразделе
«Молибден». К этому добавим, что наиболее эффективно
использование методов естественного электрического поля, вызванной
поляризации и электропрофилирования при изучении рудного
261

поля месторождения и обнаружении отдельных рудных тел.
Отрицательные аномалии естественного электрического поля
достигают над залежами 200 мВ и более.
При поисках гидротермальных месторождений, особенно
штокверкового типа, ведущим методом поисков является метод
вызванной поляризации. Этому благоприятствуют наличие в
рудах пирита и значительные объемы минерализованных и
измененных пород, что обеспечивает уверенное выделение
рудоносных штокверков уже начиная со съемок масштабов 1:50 000—
1:25 000. На штокверковых месторождениях Центрального
Казахстана над рудными полями отмечены аномалии ВП
интенсивностью 6—10% при фоне 2—3%. Уверенное выделение воль-
фрамоносных штокверков на ряде месторождений
обеспечивается также съемкой естественного поля масштабов 1 : 50 000—
1:25 000. Месторождениям отвечают отрицательные аномалии
ЕП интенсивностью до 200 мВ. Аномалии ЕП над зонами про-
жилковой пиритизации в верхней части разреза штокверка
могут служить показателем малого эрозионного среза редкометал-
льных месторождений. При детальных поисках (масштабы
1 : 10000—1 :5000) съемки СГ-ВП или ЕП, нацеленные на
выявление зон сульфидной минерализации, дополняются
профильными работами ВЭЗ-ВП для изучения аномалий на глубину и
детализационным электропрофилированием для изучения зон
околорудных изменений, рудоконтролирующих нарушений,
определения их элементов залегания.
На кварцево-жильных и грейзеновых месторождениях
применение методов электроразведки основывается главным
образом на высоком сопротивлении кварцевых жил и на их
приуроченности к тектоническим нарушениям и зонам повышенной
трещиноватости, отмечаемых нередко по пониженным значениям
сопротивления. При поисках масштабов 1 : 25 000—1: 50 000
в условиях Забайкалья хорошо зарекомендовала себя
аэроэлектроразведка методом ДК. С ее помощью выявлены рудо-
перспективные узлы пересечений электропроводящих зон
тектонической природы. Стоимость аэроэлектроразведочных работ
здесь оказалась в 3 раза ниже, чем наземных такого же
назначения. При детальных поисках для выделения и прослеживания
рудоконтролирующих нарушений используют
электропрофилирование (комбинированное, дипольное, индуктивное) в
комплексе с магниторазведкой и литогеохимической съемкой.
Из методов скважинной электроразведки для усиления
комплекса могут быть использованы при поисковых и
поисково-оценочных работах методы ЕП-С и ВП-С (в помощь поискам
скрытых месторождений и для обнаружения оруденения в около-
скважинном пространстве), при разведочных работах —
дополнительно методы РВП, МЗТ и МЭК (для корреляции рудных
подсечений, выявления тел, не вскрытых скважинами, опреде-
261

ления их морфологии, размеров, элементов залегания).
Оптимальное их сочетание определяется с учетом характера оруде-
нения и условий его размещения. При выделении и разведке
рудно-кварцевого оруденения эффективным может оказаться
также пьезоэлектрический метод. В подземных выработках
положительный эффект можно ожидать от применения шахтных
вариантов методов ВП, РВП, МЭК, подземного
электропрофилирования и электрозондирования. Методы электрокаротажа —
КС, ПС, МСК привлекают для уточнения разрезов поисковых и
разведочных скважин, выделения рудно-кварцевых жил,
минерализованных пород штокверков, измененных пород.
Россыпные месторождения вольфрама связаны главным
образом с аллювиальными россыпями и образуются чаще всего
за счет разрушения гидротермальных месторождений
вольфрама. Приурочены они к древним и современным долинам.
Методы электроразведки (электропрофилирование, ВЭЗ) применяют
в основном с целью изучения рельефа коренных пород и
выделения пониженных участков рельефа, с которыми могут быть
связаны россыпи вольфрамита. Электропрофилированием
(симметричным) устанавливается положение древних долин, а
методом ВЭЗ оцениваются глубины залегания коренных пород в
их пределах. Одним из направлений совершенствования
методики и технологии поисков и разведки россыпей может
оказаться опробование и внедрение микроэлектрических съемок (мик-
роэлектропрофилирования и микроэлектрозондирования) в
комплексе с микромагнитными съемками в пределах погребенных
долин с целью изучения их внутреннего строения и морфологии,
выделения локальных карманов, ложбин, террас и других
элементов, отражаемых в микроструктуре электрических полей. Из
методов электрокаротажа в разведочных скважинах следует
использовать методы КС, ПС и ЭМК для расчленения и
корреляции разрезов скважин, уточнения контуров россыпей,
выяснения природы наземных аномалий.
§ 27. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Медь
К промышленным месторождениям меди относятся [232]:
магматические сульфидные медно-никелевые (см. §2), контакто-
во-метасоматические (скарновые), гидротермальные (медно-мо-
либденовые, медистых песчаников, медноколчеданные, пирит-
халькопиритовые), инфильтрационные (медистых песчаников) и
осадочные (эксгаляционно-осадочные колчеданные, осадочно-
сульфидные).
Скарновые месторождения меди пространственно и
генетически связаны с гранитоидами и образуются метасомати-
262

ческим путем при замещении скарнов. Рудные залежи имеют
неправильную форму тел замещения, определяемую сложной
системой тектонических трещин. Образуются также жилообраз-
чые, линзообразные и штокверковые зоны. Основными рудными
минералами являются халькопирит, пирротин, пирит и магнетит.
Содержание меди неравномерное, в пределах 3—10%.
Наличие в рудах пирита и пирротина, а также магнетита
обусловливает их повышенную проводимость, поляризуемость и
аномальные магнитные свойства. Удельное сопротивление
массивных руд — 0,01—1 Ом-м, прожилково-вкрапленных—
10—20 Ом-м, тогда как сопротивление вмещающих пород —
сотни — тысячи ом-метров. Поляризуемость массивных руд
20—40%, прожилково-вкрапленных — 30—60%, при 3—5%
у вмещающих пород.
Выделение и изучение интрузий гранитоидов и магнетитовых
скарнов обеспечивается главным образом магниторазведкой и
гравиразведкой. На закрытых площадях им в помощь
привлекается метод ВЭЗ и то со вспомогательными целями — для
изучения погребенного рельефа коренных пород и определения
мощности и состава рыхлого покрова. Крупномасштабные
поисковые работы (1 : 50 000—1 : 25 000) в районе выявленных
интрузий включают съемку ВП по сети 500x50 м, используемую для
обнаружения зон сульфидной минерализации в пределах рудо-
перспективных скарнов. Интенсивность аномалий ВП достигает
14% при фоновых значениях 4—6%. Осложняющий фактор—•
наличие большого числа аномалий, обусловленных
пиритизацией и графитизацией пород.
При детальных поисках в комплексе с магниторазведкой и
литогеохимической съемкой применяют методы естественного
поля (ЕП), комбинированного профилирования (КЭП) и
вызванной поляризации (ВП). Месторождения отмечаются съемкой
ЕП по сети 100x20 м. Отрицательные аномалии над ними
имеют интенсивность до 300 мВ. Методом КЭП по той же сети
выявляются оси проводимости, отвечающие рудным зонам и
тектоническим нарушениям. На флангах месторождений с целью
выявления скрытых рудных тел выполняются съемки ВП в
модификации срединного градиента или ВЭЗ-ВП и детальная гра-
виразведка. Площадные работы методом ВЭЗ-ВП в сочетании
с детализационными гравимагнитными съемками могут найти
применение и при разведке скарновых месторождений.
Методы скважинной электроразведки используют в
комплексах, начиная с поисковых работ. Метод ЕП-С в комплексе
со скважинной магниторазведкой привлекается при поисках
глубокозалегающих месторождений для выявления пологозале-
гающих залежей. При поисково-оценочных работах эти методы
дополняются ВП-С для выявления в околоскважинном
пространстве сульфидно-магнетитового оруденения. На стадиях раз-
263

ведки комплекс включает помимо ЕП-С и ВП-С также РВП
и МЭК: РВП — для выявления пропущенных залежей и
изучения морфологии известных, МЭК — для корреляции рудных
подсечений между скважинами. При работах в карьерах
практикуется съемка уступов методом ДЭМПС. По его данным, на
погоризонтных планах карьеров выделяются аномалии,
характеризующие распределение оруденения в пределах подуступов
на глубину до 5—10 м.
Из методов каротажа в поисковых скважинах в комплексе
с КМВ используют КС и ПС для литологического расчленения
разреза и выделения скарнированных пород, МСК и МЭП для
выявления рудных подсечений.
В разведочных скважинах наряду с указанными методами
можно привлекать ЭМК — для обнаружения оруденения среди
минерализованных пород. Усиливается также комплексирование
этих методов с ядерно-физическими каротажем и опробованием
(ГГК, НАК, РРК).
Медно-молибденовые месторождения
генетически связаны с умеренно кислыми гранитоидами. Оруденение
(прожилково-вкрапленное и вкрапленное) располагается в
раздробленных и гидротермальноизмененных породах (окварцо-
ванных, серицитизированных, хлоритизированных, каолинизиро-
ванных) и контролируется тектоническими структурами,
контактами пород. Главными рудными минералами являются
халькопирит и молибденит, присутствуют также золото, серебро, селен,
теллур, висмут. Для месторождений характерны небольшие
содержания меди (0,8—1,7%) и молибдена (0,006—0,015%), но
значительные масштабы оруденения и комплексный характер
руд. Содержание сульфидов в первичных рудах может достигать
15—20%.
Опыт применения электроразведочных работ на медно-мо-
либденовых месторождениях накоплен в Прибалхашье и в Ал-
малыкском районе. В Прибалхашье месторождения имеют связь
преимущественно с гранодиоритами карбонового возраста, а в
Алмалыкском районе приурочены к контактам штоков грано-
диорит-порфиров.
Удельное электрическое сопротивление прожилково-вкрап-
ленных руд — менее 10—50 Ом-м, вмещающих вулканогенно-
осадочных пород (кварцевых порфиров)—200—500 Ом-м,
известняков и доломитов — 2000—6000 Ом-м, песчано-карбонат-
ных пород — 500—12 000 Ом-м, интрузивных пород
(сиенит-диоритов)—800—1200 Ом-м, гранодиоритов и гранодиорит-порфи-
ров—1000—1200 Ом-м. Поляризуемость руд—15—35%,
вмещающих пород — 0,3—3,5%. В электрических полях
месторождения отмечаются аномалиями проводимости (при неглубоком
залегании, до 50—100 м), естественного поля до —200—
-. 500 мВ (при значительном присутствии сульфидов), выз-
264

ванной поляризации до 10—15% при фоне 1,5—2% (при
наличии сульфидов, и особенно пирита).
Электроразведка ЕП и ВП на этапе крупномасштабных
поисков (1:50 000—1:25 000) участвует главным образом в
изучении перспективных площадей, выделенных магниторазведкой
и металлометрией, т. е. в пределах рудоносных интрузий и зон
гидротермального изменения пород.
Основной метод прямого обнаружения оруденения — ВП.
При ограниченных глубинах используют модификации СГ-ВП
и ДП-ВП, за рубежом (США, Канада)—«диполь — диполь»;
при поисках скрытых месторождений и изучении рудоперспек-
тивных аномалий на глубину — электрозондирования ВЭЗ-ВП..
При близповерхностном залегании оруденения вместо работ
методом ВП может быть использована съемка естественного
поля. Осложняющий фактор — появление аномалий ВП над.
безрудными пиритизированными вторичными кварцитами и
другими вмещающими породами.
При детальном изучении (масштаб 1:10 000) выявленных:
комплексных аномалий роль электроразведки, особенно метода?
вызванной поляризации, заметно усиливается. Применяемая
сеть наблюдений ВП-СГ 200x40 и 100x40 м. С помощью
метода оцениваются на глубину магнитные аномалии пониженных
значений поля (над зонами околорудных изменений) и ореолы
рассеяния меди. При изучении закрытых районов с мощностью
рыхлых образований более 20—30 м в комплексе с
магниторазведкой и глубинной литогеохимической съемкой целесообразно
использование метода ВЭЗ-ВП с целью выделения зон
сульфидной минерализации. В благоприятных условиях (слабая пере-
крытость наносами, умеренная мощность зоны окисления,
наличие в рудах сульфидов) площадные детальные поиски по сети
100X20 м могут быть осуществлены съемкой ЕП с
детализацией и оценкой аномалий на глубину методами СГ-ВП или
ВЭЗ-ВП. Для определения мощности рыхлых отложений в
комплекс поисковых работ привлекается метод ВЭЗ. На опорных
профилях, заданных на перспективных аномалиях, могут быть
использованы детализационные работы по схеме вертикального
дипольного зондирования (или многоразносного дипольного
профилирования). По результатам измерений кажущейся
поляризуемости (или равноценных ей параметров — частотного
эффекта, сдвига фазы) и кажущегося сопротивления строят
вертикальные разрезы.
В комплексе разведочных работ наземная электроразведка
используется ограниченно. В сравнительно открытых районах
для изучения оруденения целесообразно применять детализаци-
онное электропрофилирование СГ-ВП или СЭП-ВП (масштабов
1:5000—1:2000) в комплексе с магнитной и
литогеохимической съемками. При разведке скрытых месторождений в ком-
263

плексе могут найти место также электропрофилирование — СЭП
(для установления положения ореолов измененных пород), КЭП
(для выделения и прослеживания тектонических контактов и
нарушений, жилообразных тел), а также
ВЭЗ-ВП—^профильные работы, АВ до 3—5 км (для выявления глубоких рудных
залежей).
Методы скважинной электроразведки при поисках и
разведке месторождений этого типа используются слабо. В
перспективе следует указать на возможность применения скважинных
вариантов ЕП и ВП при поисках скрытых месторождений,
а также по опорным профилям для получения глубинных
разрезов. Из опыта работ в Центральном Казахстане следует, что
для выявления и оконтуривания крутопадающих зон медно-
порфирового оруденения, перекрытых песчано-глинистыми
отложениями, можно эффективно реализовать возможности
комплексных наблюдений ВП — с установками заряда,
вертикального профиля и параметрической (по В. А. Шафаренко).
Работами методом заряда ВП уточняется оценка перспектив рудо-
проявлений. При разведке месторождений указанный комплекс
скважинной электроразведки усиливается методом заряженного
тела (МЗТ), а в благоприятных условиях и радиоволновым
методом (РВП). Этому способствуют повышенная проводимость
руд и аномальные поглощающие свойства образований зон
сульфидизации и гидротермального метаморфизма. Шахтные
аналоги указанных методов могут быть применены в наземных
и подземных горных выработках. В дополнение к ним могут
быть использованы шахтное электропрофилирование и
электрозондирование (для картирования нарушений и измененных
пород, решения инженерно-геологических задач).
Электрокаротаж представлен в комплексе поисковых работ
методами КС и ПС (для литологического расчленения разреза
и выделения гидротермально измененных пород). При поисково-
оценочных работах комплекс усиливается методами МСК и
МЭП (для выделения в разрезе сульфидной минерализации и
установления положения рудных интервалов). В разведочном
комплексе электрокаротаж может быть представлен методами
КС, ПС, МСК, МЭП, ВП. Основное назначение — уточнение
геологической колонки скважин и определение глубины залегания,
мощности и строения рудных горизонтов. Они сочетаются с ГК,
ГГК, НАК, РРК.
Месторождения медистых песчаников
представлены пластообразными телами вкрапленных халькопирит-
халькозин-борнитовых руд среди серых песчаников. Основную
роль в размещении оруденения в Джезказганском медно-рудном
районе играют: приуроченность рудных тел к антиклинальным
складкам второго порядка и разрывам в их присводовых
частях, гидротермальное изменение рудовмещающих пород, чет-
266

кий литологический контроль. Содержание меди в рудах
достигает 4—6% и более [232].
Благоприятными предпосылками для включения в комплекс
поисковых работ методов электроразведки являются высокие
значения удельного сопротивления (рк = 300ч-1000 Ом-м)
песчаных отложений продуктивной джезказганской свиты по
сравнению с перекрывающими ее красноцветными глинистыми
образованиями жиделисайской свиты перми (рКСр = 35 Ом-м), а
также повышенная поляризуемость вкрапленных руд (г|к= 15ч-
4-35%). Наименьшее сопротивление имеют осадочные
отложения (пески, глины, песчаники) мезозойско-кайнозойской толщи
(30 Ом-м.), наибольшие его значения 350—1000 Ом-м у
образований конгломерато-порфировой толщи девона.
В комплексе исследований на этапе среднемасштабного
картирования (1:200 000) электроразведка широко представлена
модификациями ВЭЗ, ДЭЗ, ЗСП. Вместе с сейсморазведкой
(MOB, КМПВ) и гравиразведкой эти методы обеспечивают
структурное картирование площади и выделение структур
первого порядка (подобных Джезказганской мульде) и крупных
разрывных нарушений. Работы проведены по серии профилей,
расположенных на расстояниях 10—15 км друг от друга. Ди-
польные экваториальные зондирования выполнены с шагом 2—
5 км при разносах ЛВ = 8ч-10 км в наиболее глубоких частях
мульды. Метод ЗСП использовался выборочно при наличии
электрических экранов по методике двухсторонних
экваториальных зондирований (с разносами 15—20 км и шагом между
центрами установок 3—5 км). Метод ВЭЗ использовался для
определения мощности, строения и состава
мезозойско-кайнозойской толщи осадков по сети 4X3 км с разносами АВ до
12 км на основной площади и по сети 2x1 км при АВ = \ км
в бортовых частях синклинали.
В пределах структур первого порядка выполнены поисковые
работы в масштабе 1 :50 000 для выявления рудоносных
структур (второго порядка), участков неглубокого залегания
продуктивных отложений и непосредственно рудных зон,
выходящих на эрозионный срез [230]. Работы методом ВЭЗ
выполнены по сети опорных профилей через 2 км с шагом 1—2 км и с
АВ = 2—6 км в комплексе с профильной сейсморазведкой и
площадной гравиразведкой масштаба 1 : 50 000. Если
сейсморазведка выделяет опорный горизонт на уровне продуктивных
образований и изучает разрез ниже этого горизонта, то данные ВЭЗ,
фиксируя положение опорного горизонта и других физических
границ, позволяют расчленить надопорную толщу и установить
распространение пермских отложений, сильно осложняющих
гравитационное поле. При детализации структур сеть ВЭЗ
сгущалась до 1X (0,2—0,5) км. Кроме ВЭЗ для прослеживания
нарушений и контактов пород нередко привлекалось также
267

электропрофилирование. Актуально для района опробование
детализационных работ методом ВЭЗ-ВП в аномальных зонах,
выделенных другими методами, для изучения их на глубину и
уточнения положения в разрезе продуктивной толщи.
Прямые поиски руд ведут с применением детальных съемок
масштаба 1 : 10 000, включающих электроразведку методом
вызванной поляризации и литогеохимическую съемку (наземную и
глубинную), в краевых частях синклинальных структур, где
продуктивные горизонты выходят на поверхность или под
рыхлые отложения. В их задачу входит оценка выявленных рудо-
проявлений и рудоперспективных структур, определение
положения выходов рудных горизонтов на эрозионный срез.
Принятая сеть наблюдений ВП (125—250) X (20—40) м. Съемка
выполняется с помощью установок срединного градиента (АВ =
= 1000-М 500 м, AfN = 20-M0 м). Аномалии ВП имеют
превышение 2—5% над фоном 1—3%, их ширина 50—150 м,
протяженность от 200 до 1500 м. Осложняющий фактор — появление
аномалий над графитизированными и пиритизированными
породами. При поисках скрытого оруденения целесообразно опробовать
в комплексе возможности скважинной электроразведки
методами ВП-С и ЕП-С (для выявления оруденения и определения его
положения в околоскважинном пространстве).
На стадии разведки месторождений медистых песчаников
использование методов электроразведки ограничивается
исследованием стенок скважин стандартными методами каротажа —
КС, ПС в сочетании с ГК и околоскважинного пространства
скважинным вариантом метода вызванной поляризации.
Комплекс может быть усилен каротажем ВП и МЭП для
выделения сульфидной минерализации и рудных горизонтов, а также
подземным электропрофилированием и электрозондированием
для выделения структурных элементов и оценки рудоносности
межвыработочных блоков. Методы электрокаротажа могут
комплектоваться с ГГК-П и СНГК, а методы скважинной
электроразведки— с сейсмоакустическим просвечиванием и
терморазведкой и шахтной гравиразведкой.
Медноколчеданные месторождения
характеризуются различными стратиграфическими уровнями рудоотложе-
ний. Рудовмещающими образованиями являются
преимущественно вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы.
Околорудные изменения пород выражаются развитием вторичных
кварцитов и сульфидизацией пород, а гидротермально-метасо-
матические преобразования — рассланцеванием, серицитиза-
цией, хлоритизацией, окварцеванием, карбонатизацией,
пиритизацией, пропилитизацией. В структурном отношении
месторождения приурочены к узлам пересечения разломов, разноориенти-
рованных разрывных нарушений, антиклинальным складкам,
сопряженным с нарушениями, флексурным перегибам, локаль-
268

ным поднятиям. Рудные залежи чаще всего пластовые, ленто-
или линзовидные, жилообразные или штокверковые.
Протяженность их — многие сотни метров, мощность — десятки метров,
редко 150—200 м. Руды массивные, прожилковые, вкрапленные,
реже полосчатые, пятнистые. Состав руд — пирит-халькопирито-
вый, пирротин-халькопиритовый, пирит-халькопирит-сфалерито-
вый и пиритовый.
Для руд характерна хорошая проводимость и высокая
поляризуемость. Удельное сопротивление массивных руд — менее
1 Ом-м, прожилково-вкрапленных руд — менее 10 Омм,
вкрапленных— менее 20—100 Ом-м. Вмещающие породы имеют
сопротивление на один-два порядка выше, чем руды (осадочные и
метаморфические — 100—6000 Ом • м, вулканогенные — 200—
3000 Ом-м.) Поляризуемость руд изменяется от 5 до 67%.
Диапазон изменения поляризуемости у вкрапленных руд (5—67%)
более значителен, чем у массивных или сплошных руд (25—
65%). Измененные околорудными процессами и
минерализованные вмещающие породы также могут иметь повышенную
поляризуемость (до 20—30% на Рудном Алтае и до 10—15% на
Урале). У рудовмещающих пород поляризуемость составляет
преимущественно 0,5—2%, но при сильном их изменении и суль-
фидизации может достигать 10—15%.
Наиболее характерные аномалии электрических полей
месторождений:
— вызванной поляризации интенсивностью до 10—30% (фон
2—5%) при глубине залегания до 50 м, при наличии низкоом-
ных наносов и кор выветривания до 2—3% над фоном,
размеры—от 200X100 до 1000X400 м;
— естественного электрического поля — до —250ч 300 мВ,
реже до —800 мВ, хорошо выдержанные во времени;
— переходных процессов — локальные, высокой
контрастности (при £ = 2ч-3 мс) и большой длительности (10—12 мс),
постоянная времени 4—6 мс, над проводящими образованиями не
превышает 1,5—2 мс;
— электрической проводимости — локальные минимумы
сопротивления (до десятых и сотых долей ом-метра), оси
проводимости, «рудные перекрестия» графиков рк (КЭП).
На медноколчеданных месторождениях методы
электроразведки являются основными, их используют на всех этапах
поисков и разведки. При крупномасштабных поисках (1:50 000—
1 :25 000) в сравнительно открытых районах и при неглубоком
залегании оруденения применяют съемку естественного
электрического поля по сети (500—250) X 50 м. Рудопроявлениям и
месторождениям колчеданных руд соответствуют четкие аномалии
естественного электрического поля интенсивностью несколько
сот милливольт. Наиболее перспективные площади, намечаемые
по данным других методов (магниторазведки, литогеохимичес-
269

кой съемки и др.), изучаются электроразведкой методом ВП.
С помощью этого метода выделяются зоны гидротермально
измененных пород и рассеянной рудной минерализации, а нередко
непосредственно рудные зоны месторождения. Сеть
наблюдений— (250—500) Х50 м. Съемка выполняется преимущественно
с установками срединного градиента, при оценке аномалий на
глубину — ВЭЗ-ВП. В условиях зеленокаменной полосы Мугод-
жар метод СГ-ВП достаточно уверенно выявляет рудные
залежи прожилково-вкрапленных и массивных руд на глубинах до
50—70 м. Метод ВЭЗ используется при поисках для изучения
мощности и состава рыхлых отложений.
Большие возможности в смысле охвата рудоперспективных
площадей имеют аэроэлектроразведочные методы. Наиболее
эффективным методом аэропоисков колчеданных руд может
оказаться аэроэлектроразведка методом переходных процессов.
Об этом свидетельствует зарубежный опыт (Канада) и
опробование метода с помощью действующих макетов (МГРИ, ЦГТ)
в условиях медноколчеданной провинции Урала. Метод
обеспечивает в благоприятных условиях глубинность опоискования
(с канадской системой «Инпут») до 250 м.
При поисках глубокозалегающих месторождений (глубины
более 100 м) аэроэлектроразведка МПП должна дополняться
электрозондированием (ВЭЗ-ВП) по профилям через 1—2 км,
а также детализационной наземной электроразведкой МПП
(два-три профиля на аномальную зону). Электроразведочные
работы комплексируются с аэрогаммамагнитными съемками,
гравиразведкой, сейсморазведкой. В поисковых скважинах
выполняются работы методами скважинной электроразведки
(естественного поля и индуктивной электроразведки) и
электрокаротаж (КС, ПС).
На этапе детальных поисков масштаба 1 : 10 000
электроразведочными работами охватывается вся площадь, подлежащая
опоискованию. Состав работ меняется с увеличением
глубинности поисков. При неглубоком залегании рудных тел для их
выделения привлекается съемка естественного поля по сети
100x20 м, при поисках скрытого и глубокозалегающего оруде-
нения — методы вызванной поляризации и переходных
процессов. Съемки методом ВП ведутся с установками срединного
градиента (при пологом залегании рудных тел) и
комбинированного профилирования (при крутом падении) по сети
200x50 м с детализацией аномалий по сети 100x25 м. Для
изучения и оценки аномалий на глубину ставят ВЭЗ-ВП.
Однако нужно учитывать, что съемкой ВП могут быть выявлены
и зоны сульфидизации пород.
Метод переходных процессов используется при детальных
поисках в основном с детализационными целями — при оценке
рудоперспективных аномалий или при площадных поисках вза-
270

мен съемки ВП. В первом случае метод позволяет отбраковать
аномалии ВП, связанные с рассеянной минерализацией, и
выделить участки с прожилково-вкрапленными и массивными
рудами. Измерения выполняют преимущественно по сети 200x200м
с петлей 200x200 м. Для уточнения положения эпицентров
аномалий сеть наблюдений сгущают до 200X100 и 100x100 м при
размерах петли 100X100 и 50x50 м. При площадных поисках
оруденения целесообразен переход на петли больших размеров
(500x500 м). Находят выборочное применение также
симметричное (СЭП) и комбинированное профилирование (КЭП).
С помощью многогоризонтного СЭП устанавливают
пространственное положение рудной залежи в разрезе, а по данным
КЭП — направление падения крутопадающих залежей. На
рис. IX.5 приведено сравнение эффективностей различных
методов электроразведки на одном из месторождений Центрального
Казахстана.
В комплексе детальных поисков и поисково-оценочных работ
из методов скважинной электроразведки кроме ЕП-С
используются методы ДЭМПС, ВП-С, КСПК. Применение ДЭМПС
эффективно при поисках скрытого оруденения, когда удельное
сопротивление рудных образований не более 10—20 Ом-м;
радиус действия — до 70—100 м от ствола скважины. Метод
способен разделить объекты по электропроводности; в частности,
массивные сульфидные руды могут быть выделены среди
сульфидной вкрапленности. Метод ВП-С привлекается при
необходимости обнаружения вкрапленных и прожилково-вкрапленных
руд, а КСПК—для определения минерального состава и
объема оруденения. Из методов каротажа наряду с методами КС
и ПС в комплекс включаются методы МСК и МЭП, применение
которых необходимо для выделения рудных интервалов и
изучения структурных условий разреза, а также ЭМК — для
выделения и корреляции рудовмещающих пород и зон сульфидной
минерализации.
На стадиях разведки медноколчеданных месторождений
наиболее широко используют методы скважинной электроразведки.
С их помощью изучают около- и межскважинное пространство.
Метод заряженного тела обеспечивает увязку рудных подсече-
ний между скважинами; радиоволновой метод — определение
контура рудных тел, места их выклинивания или нарушения;
метод ДЭМПС — выделение и оконтуривание массивных руд
среди низкоомных горных пород и прожилково-вкрапленной
минерализации; метод естественного электрического поля —
изучение распространения оруденелой зоны на глубину; метод
ВП-С—выявление и оконтуривание вкрапленного оруденения;
физико-химические методы — контактный способ
поляризационных кривых (КСПК) и метод частичного извлечения металлов
(ЧИМ) — непосредственное определение вещественного состава
271

i
<5,мкВ/А
ВП (срединный градиент)
АВЧгООм, MN=20M,t=10c
мпп(нп)
Петля Г200*1200м '
yt~7MC
Рк>Роо>0м-м
зоо\
О 20 W
ДЭП и срединный градиент
Г ' - г р^ АВ=2000м
Р. К
* ез^ ътз
РИС. IX.5. Сравнение эффективности различных методов электроразведки на
медноколчеданном месторождении.
i—руды сплошные; 2 — окисленные руды; 3 — прожилково-вкрапленные РУДЫ; 4 — аг-
ломеративные туфы; 5 — туфопесчаники; 6 — порфириты андезитового состава; 7 — кварц-
серицитовые породы; 8 — туфы смешанного состава
и объема рудных залежей. В методе заряда используются
модификации погруженного электрода (МПЭ), электрической
корреляции с точечным (МЭК) и дипольным (МДЭК) зарядами. Из
модификаций радиоволнового метода в комплексах находят
применение радиопросвечивание (РВП) и радиоотражение
(РВО). Методы ЕП, МЗТ, ВП (ЭП-ВП и ПЭЗ-ВП) и РВП
включают и в комплексы шахтных методов для обнаружения
272

невскрытых выработками рудных залежей, увязки рудных под-
сечений, определения их формы, протяженности, элементов
залегания, уточнения распространения массивных и вкрапленных
руд. В последнее время в подземных выработках опробуется
метод блуждающих токов (способ наблюдений — потенциальный
или градиентный) с целью уточнения местоположения рудных
залежей.
Комплекс электрокаротажа при разведке представлен
методами КС, ПС, ВП, МСК, МЭП, ЭМК. Их данные позволяют
уточнить геологические колонки скважин, выделить рудные под-
сечения, определить их глубину, мощность, строение, элементы
залегания. ЭМК помогает разделить руды по текстурным типам
и минералогическому составу.
Свинец и цинк
Промышленные месторождения полиметаллических руд —
постмагматические, преимущественно гидротермальные (сред-
нетемпературные) [232]: метасоматические месторождения в
карбонатных или в вулканогенно-осадочных толщах и жильные
месторождения. В меньшей степени распространены
гидротермальные (низкотемпературные) месторождения в карбонатных
толщах и скарновые (контактово-метасоматические)
месторождения. Рудоконтролирующими для среднетемпературных
месторождений являются разрывные нарушения, оперяющие крупные
разломы, зоны смятия. Низкотемпературные месторождения
приурочены к определенным стратиграфическим горизонтам и
тяготеют к антиклинальным складкам, осложненным
разломами. Рудные тела скарновых месторождений располагаются
преимущественно в экзоконтактах интрузивных массивов.
Форма рудных тел полиметаллических месторождений
разнообразная— линзы, жилы, трубо- и пластообразные тела, штоки,
гнезда. Руды сплошные, прожилково-вкрапленные и вкрапленные.
Главные рудные минералы — галенит, сфалерит, пирит,
халькопирит.
Полиметаллические руды, как правило, обладают низким
удельным сопротивлением (сплошные — менее 10 Ом-м,
вкрапленные— менее 50 Ом-м) и высокой поляризуемостью
(сплошные— до 40—55%, вкрапленные—10—45%). Вмещающие
породы с околорудными изменениями характеризуются
поляризуемостью 1,5—4% и удельным сопротивлением 50—100 Ом-м.
Однако на отдельных месторождениях (в карбонатных
толщах) сопротивление руд колеблется от 100 до 1000 Ом-м, а в
зоне окисления — от 300 до 10 000 Ом-м. Электрическое
сопротивление вмещающих пород изменяется от первых сотен до
нескольких тысяч ом-метров; поляризуемость пород — низкая
18—815
273

(0,5—3%), исключение составляют графитизированные и пири-
тизированные породы (12—25%).
На этапе крупномасштабных поисков (1:50 000—1:25 000)
еаходят применение в основном два метода — естественного
электрического поля и вызванной поляризации. Съемку
естественного электрического поля проводят чаще всего вслед за
магниторазведкой и металлометрией на площадях, доступных для
этого вида работ. Применяемая сеть наблюдений — 250x50,
500x50 м. В условиях Рудного Алтая (на месторождениях,
выходящих на поверхность земли или перекрытых маломощным,
до 10—15 м, рыхлым покровом) интенсивность аномалий над
межпластовыми залежами составляет —100 мВ, реже —200 мВ,
над линзовидными залежами изменяется от —20 до —330 мВ.
Отмечается определенная зависимость между интенсивностью
аномалий ЕП и минеральным составом руд. Так, над залежами
свинцово-цинковых руд интенсивность аномалий незначительна
(—70, —80 мВ), над колчеданно-полиметаллическими рудами
достигает —300-=—350 мВ. Для «рудных» аномалий ЕП
характерно постоянство (по интенсивности и морфологии) во времени.
Метод вызванной поляризации, как более трудоемкий,
используется на наиболее перспективных площадях, выделенных
по данным магниторазведки, металлометрии и геологическим
признакам и, как правило, после реализации возможностей
съемки ЕП. Интенсивность аномалий кажущейся
поляризуемости над межпластовыми залежами в условиях Рудного Алтая
составляет 6—10%, над линзовидными залежами — до 10—15%.
Размеры аномалий ВП значительно превышают размеры
рудных залежей, так как отражают суммарный эффект рудной
залежи и ореола рассеяния сульфидной минерализации. При
съемках ВП используют преимущественно установки срединного
градиента размером до 2 км. Сеть наблюдений 250x50, 500X
Х100 м. При поисках в закрытых районах (мощность рыхлых
отложений до 150—200 м) применяют метод ВЭЗ-ВП. Наземные
работы начинаются, как правило, с электрозондирований (ВЭЗ)
на закрытой части площади для изучения развития рыхлого
покрова.
Одно из важных направлений совершенствования методики
и технологии поисков — освоение аэроэлектроразведочных
работ. Аэроэлектроразведка МПП может оказаться эффективной
при поисках колчеданно-полиметаллических месторождений на
умеренных глубинах (до 200—250 м); аэроэлектроразведка
ДИП — для обнаружения зон гидротермальной переработки
пород и картирования рудоконтролирующих тектонических
нарушений. Заслуживает распространения опыт съемки ВП в
движении по рекам Сибири с бортов легких судов. Широкое
внедрение речной электроразведки методом ВП позволит ускорить
изучение минерально-сырьевых ресурсов рудных районов Сиби-
274

ри, располагающих достаточно густой гидрографической сетью.
На закрытых площадях полиметаллических провинций
(наносы более 50—60 м) в комплексе крупномасштабных поисков
целесообразно использование скважинных вариантов методов
ЕП и ВП. Опыт подобных работ в Рудном Алтае показывает,
что для уверенного опоискования площади для этой цели
достаточна сеть поискового бурения (1000—3000) X (200—400) м.
Однако указанные методы слабо эффективны при наличии в
разрезе графитизированных углистых сланцев. Из методов
каротажа в комплекс привлекают КС, ПС для расчленения разреза
и выделения минерализованных его интервалов. В сложных
геолого-электрических условиях комплекс может быть усилен
методом МСК или МЭП.
При детальных поисках (масштаб 1 : 10 000) применяется
более широкий круг электроразведочных методов, причем роль
последних в комплексе заметно возрастает. В горных районах
при детальных поисках чаще всего используют съемку
естественного электрического поля по сети 100x20 м для выделения
и оконтуривания зон сульфидной минерализации. Съемка ЕП
часто комплексируется с комбинированным
электропрофилированием для прослеживания разрывных нарушений,
определения протяженности и элементов залегания рудной зоны. Метод
вызванной поляризации применяют с целью выявления и
оконтуривания погребенных и скрытых зон сульфидной
минерализации и непосредственно рудных тел. При широком развитии
сульфидной минерализации в околорудном пространстве
отмечается вся рудная зона месторождения, при слабом изменении
вмещающих пород — непосредственно рудные тела. Однако
нужно иметь в виду, что над отдельными рудными телами прожил-
ково-вкрапленных свинцово-цинковых руд (существенно гале-
нит-сфалеритового состава) аномалии ВП могут отсутствовать.
Съемка ВП чаще всего выполняется с установками срединного
градиента по сети 200X40 и 100x20 м. Для оценки аномалий
на глубину при площадных поисках глубокозалегающих
месторождений привлекается метод ВЭЗ-ВП. В случаях слабой
эффективности съемок ЕП и ВП, при условии высокой
проводимости руд, в комплекс включают метод переходных
процессов. Используемые размеры петель — 200x200 м. Для изучения
природы аномалий ВП в детализационных целях могут быть
использованы методы анодно-катодной поляризации (АКП-ВП),
нелинейных процессов поля ВП (НП-ВП), КСПК и частичного
извлечения металла (ЧИМ), термоэлектрических свойств
сульфидных минералов (ТЭДС) и др.
При детальных поисках скрытых месторождений и поисково-
оценочных работах в комплекс привлекаются методы скважин-
ной электроразведки (ВП-С, ЕП-С, заряженного тела, ДЭМПС,
контактного способа поляризационных кривых — КСПК), ис-
18*
275

пользующие одиночные скважины. Эти методы позволяют
оценить наземные рудоперспективные аномалии, опоисковать около-
скважинное и заскважинное пространство, определить размеры
и морфологию ореолов метасоматитов, выявить в ряде случаев
рудные залежи, недоступные наземным методам, выяснить
минералогический состав и масштаб оруденения. Из модификаций
ВП-С в последнее время все шире применяют заряд-ВП. Из
методов каротажа в комплекс этих работ помимо методов
стандартного каротажа (КС, ПС, ГК) включают МСК (или МЭП),
ГГК-П, что связано с выявлением рудных интервалов и
качественной оценкой руд в естественных условиях.
При разведке месторождений обеспечивается сочетание
наземных, скважинных и шахтно-рудничных работ и каротажа при
ведущей роли последних двух технологических групп методов.
Из наземных используют те же методы, что и при детальных
поисках, но съемки ведут в более крупном масштабе (1 :5000—
1 :2000). Ведущими методами комплекса остаются методы
электроразведки— вызванной поляризации и переходных процессов.
Съемка СГ-ВП привлекается для обнаружения оруденения на
глубинах до 50—70 м, ВЭЗ-ВП — на глубинах до 200—300 м и
более. Работы МПП дополняют их — детализируют выявленные
аномалии ВП и усиливают комплекс при поисках скрытого, глу-
бокозалегающего оруденения. В помощь этим работам можно
подключать одну из модификаций электропрофилирования
(СЭП, КЭП, ДИП) —для выделения и прослеживания рудо-
контролирующих контактов, границ, тектонических нарушений.
Применение методов скважинной электроразведки позволяет
существенно повысить достоверность разведки и подсчета
запасов месторождений, а в благоприятных условиях разрядить
разведочную сеть скважин, обеспечить ее оптимальность. С
помощью ЕП-С можно прогнозировать распространение
оруденения на глубину, метода ВП — выявлять рудные тела (на
расстоянии до 50—60 м) в околоскважинном пространстве, МЭК —
увязывать рудные подсечения различных скважин, метода
РВП — определять морфологию рудных тел, выявлять
пропущенные рудные тела, ДЭМПС—выделять рудные тела среди
сульфидизированных образований. Сочетание этих методов
зависит от геологических условий и специфики
геологических задач, решаемых на каждом из месторождений. Так, при
разведке руд преимущественно сфалеритового состава РВП и
МЭК применяются в основном для выявления зон пиритовой
минерализации, графитизации, тектонических нарушений.
Осложняющими факторами для применения этих методов могут
быть слабая их проводимость (особенно при вкрапленном
характере руд), развитие углефикации, карстовых полостей,
окисленный или полуокисленный характер руд.
Все разведочные скважины охватываются каротажем. Элек-
276

трокаротаж представлен в комплексе методами КС, ПС, МСК,
МЭП, ЭМК. Они позволяют уточнить геологические колонки
скважин, выделить и определить глубину залегания, мощность,
строение рудных интервалов, разделить вкрапленные и
массивные руды, осуществить корреляцию разрезов разведочных
скважин. С помощью методов инклинометрии, резистивиметрии, рас-
ходометрии, кавернометрии, термометрии исследуются
техническое состояние скважин, их положение в пространстве,
гидрогеологические условия.
Олово
Среди коренных месторождений олова выделяют
гидротермальные месторождения касситерито-кварцевой
формации и касситерит-сульфидной формации. Для первой группы
месторождений характерны приуроченность к гранитным куполам,
жильная форма рудных тел, наличие олова также в штокверках
и зонах грейзенизации, присутствие в рудах, кроме касситерита,
вольфрамита, арсенопирита, молибденита, висмутина. Вторая
группа месторождений отличается формированием рудных тел
(минерализованных зон и жил) в протяженных зонах
дробления при широком развитии процессов метасоматоза, наличием
пространственной связи рудных тел с малыми интрузиями,
присутствием в рудах станнина, касситерита, галенита, сфалерита,
пирита, пирротина, магнетита. Из околорудных изменений на
месторождениях проявлены окварцевание и сульфидизация пород.
Электропроводность руд зависит от соотношения основных
рудных и жильных минералов. При незначительном количестве
сульфидов и магнетита удельное сопротивление руд 1—
1000 кОм-м, при большом — от 0,1 до 100 Ом-м, у вмещающих
пород (песчаников, алевролитов, сланцев, порфиритов, грано-
диоритов)—от 200—400 до 8—10 Ом-м. Поляризуемость руд
обычно не превышает 6%, у богатых сульфидных руд—18—
20%. Породы с сульфидной и касситеритовой минерализацией
различаются по фазочастотным характеристикам и удельному
сопротивлению. Зоны сульфидной минерализации нередко
вызывают аномалии естественного электрического поля (до —500ч-
Ч—100 мВ).
При крупномасштабных поисках (1:50 000—1:25 000)
методы электроразведки участвуют в комплексе с магниторазведкой
и металлометрией в выявлении рудопроявлений и рудоконтроли-
рующих элементов (зон дробления, окварцевания, сульфидиза-
ции). Так, метод ЕП протяженными зонами интенсивных
аномалий отмечает крупные тектонические нарушения,
минерализованные сульфидами или графитом. С помощью
электропрофилирования прослеживаются зоны окварцевания, характерные
для кварц-касситеритовых месторождений. Для изучения
рыхлых отложений в комплекс привлекается метод ВЭЗ.
277

При детальных поисках олова электроразведочные работы
решают такие задачи, как изучение рудоносных структур и
перспективных аномалий, зон сульфидной минерализации,
выделение и прослеживание рудных тел. Масштаб работ
преимущественно 1:10000, сеть наблюдений 100Х(20—25) м, но,
учитывая, что мощность оловоносных жил редко превышает 1—2 м,
нередки случаи применения и более крупных масштабов
(1 :5000). Различные модификации электропрофилирования
(срединного градиента, трехэлектродное, дипольное)
используются для прослеживания кварцево-касситеритовых жил
(аномалии повышенных значений сопротивления), зон сульфидной
минерализации и даже отдельных касситерит-сульфидных рудных
тел (зоны проводимости). Известны случаи эффективного
применения при прослеживании рудных жил метода радиокип.
Метод ЕП эффективен при поисках и прослеживании сульфидно-
касситеритовых рудных зон и жил. Однако все указанные
методы электроразведки наряду с «рудными» аномалиями выявляют
множество ложных аномалий, связанных с графитизацией и
пиритизацией пород.
Наиболее перспективные площади на касситерит-сульфидное
оруденение изучаются методом вызванной поляризации (СГ-ВП
и ВЭЗ-ВП). С помощью съемки ВП выделяются и изучаются на
глубину зоны сульфидной минерализации. В благоприятных
условиях изучение временных характеристик поляризуемости
позволяет приближенно оценить природу аномалий ВП.
Методы электроразведки на стадии детальных поисков
широко комплексируют с магниторазведкой, гравиразведкой, гамма-
спектрометрией и металлометрией. В комплексе с проверочным
бурением выполняется электрокаротаж (КС, ПС, МЭП) и сква-
жинная электроразведка (ЕП-С, ВП-С).
В помощь разведке оловорудных месторождений ведутся
наземные электроразведочные работы тех же модификаций, но
в более детальном масштабе (1 :2000—1 : 1000), с задачами
выявления и изучения рудных залежей и уточнения их геолого-
структурной позиции. На сульфидных месторождениях олова
они комплексируются с методами скважинной и шахтной
электроразведки— ЕП — для оценки глубины распространения и
пространственного положения оруденения, ВП (профилирование
или заряд)—для локализации вкрапленного оруденения, ЗТ
(МЭК)—для корреляции рудных интервалов, РВП — для
обнаружения пропущенных рудных тел, установления
морфологии тел, КСПК — для определения элементов залегания и
оценки масштабов оруденения. На кварц-касситеритовых и
пегматитовых месторождениях олова благодаря присутствию в рудах
пьезоэлектриков (кварца, турмалина) возможно использование
пьезоэлектрического метода для обнаружения и оконтуривания
пьезоактивных объектов, определения их пространственного по-
278

ложения и размеров в меж- и околоскважинном пространстве.
С помощью методов каротажа КС, ПС, ВП, МСК, МЭП
расчленяют разрез скважин, выделяют сульфидную минерализацию,
определяют глубину залегания, мощность и строение рудных
залежей. При наличии в рудах пирротина, магнетита в комплекс
может быть включен электромагнитный каротаж.
Россыпные месторождения по условиям
образования делят на четыре типа — элювиальные, делювиальные,
аллювиальные и прибрежные (морские и озерные); по условиям
залегания выделяют россыпи современных долин, погребенные и
ископаемые [232]. Благоприятным фактором для применения
методов электроразведки на россыпи является различие
вмещающих россыпи рыхлых отложений и подстилающих их
коренных пород по удельному электрическому сопротивлению.
Наиболее низкие значения сопротивления (единицы и первые
десятки ом-метров) у глинистых образований, повышенные — у
галечников и делювиальных глин (от первых десятков до сотен
ом-метров) и высокие (от сотен до нескольких тысяч
ом-метров) у разнозернистых песков.
Основные задачи, решаемые методами электроразведки,—
картирование рельефа коренных пород, выявление погребенных
речных долин и определение мощности и состава рыхлых
отложений. Используют методы симметричного
электропрофилирования и вертикальных электрических зондирований, первый из
них — при малой мощности плащевидного рыхлого покрова и
небольшой глубине залегания россыпей, второй—при глубинном
картировании погребенного рельефа и оценке мощности и
состава рыхлых отложений. Масштабы работ 1 : 50 000—1 : 10 000.
Ртуть и сурьма
Месторождения ртути и сурьмы относятся к
низкотемпературным и тяготеют к куполовидным складкам, разломам и
зонам дробления, трещиноватым породам. Рудные тела
располагаются в карбонатных породах, сланцах, песчаниках, кварцитах,
лиственитах. Околорудные изменения проявляются в виде ок-
варцевания, аргиллитизации, доломитизации, серицитизации,
пропилитизации, пиритизации и графитизации. Рудные тела
представлены пластообразными залежами, жилами, линзами,
гнездами, штокверками. Основные рудные минералы —
киноварь, антимонит, реальгар и аурипигмент [232].
В условиях Средне-Азиатской ртутно-сурьмяной провинции
дифференциация пород и руд по электрическим свойствам
обусловила ведущую роль методов электроразведки при поисках
и разведке ртутно-сурьмяного оруденения. По удельному
сопротивлению известняки продуктивной толщи (3200 Ом-м) превос-
279

HJi ^2 E3j CE3« И?
РИС. 1Х.6. График г|к по профилю
месторождения Хайдаркан.
/ — терригенные отложения; 2 —
известняки; 3 — джаспероиды; 4 — разломы; 5 —
скважины
ходят сланцы нерудной толщи
(250 Ом-м). Повышенные
значения сопротивления (тысячи
ом-метров) характерны для
джаспероидов, пониженные
(десятки — сотни ом-метров) —
для графитизированных и пи-
ритизированных пород.
Поляризуемость руд колеблется от
12—20% У богатых сурьмяно-
ртутных руд до 8—12% у
средних и 4—8% у бедных
непромышленных. Пиритизирован-
ные породы могут иметь
поляризуемость до 13—16%, а
образования зон лиственитиза-
ции — 6—20 %. Интенсивность
аномалий над рудными
залежами— до 10—20%. Отмечена
коррелируемость
поляризуемости руд и содержаний
полезных компонент.
При крупномасштабных поисках в условиях
Средне-Азиатской провинции из электроразведочных методов наиболее
эффективны методы ВЭЗ и ВП. Метод ВЭЗ используют для
картирования и прослеживания на глубину кровли продуктивных
известняков под экранирующей терригенно-сланцевой толщей.
Осложняющие факторы — расчлененный рельеф, сложный
геоэлектрический разрез. Методом ВП при поисках месторождений
согласного типа, приуроченных к джаспероидам, уверенно
прослеживают ореолы пирита, распространенные над залежами в
сланцах надрудной толщи (рис. IX.6). Применяются
модификации ВЭЗ-ВП и СГ-ВП. Первая эффективна при значительных
глубинах залегания оруденения, вторая — при глубинах
несколько десятков метров. Работы методом ВЭЗ-ВП могут
выполняться как по площади, так и по разреженной сети
профилей. Масштабы съемки преимущественно 1:50 000—1:100 000.
На этапе детальных поисков и поисково-оценочных работ
(масштаб 1:10 000) широко применяются метод ВЭЗ (при
поисках межформационных пластовых залежей) и
электропрофилирование (для картирования известняков, джаспероидов, лист-
венитов, разрывных нарушений). Однако результаты этих
методов оказывались часто неоднозначными, что привело к
частичной их замене методом вызванной поляризации. Методы
электропрофилирования эффективны при выделении рудоносных
лиственитов (Киргизия), метод срединного градиента — при
выявлении рудоносных антиклинальных складок (Северо-Восток),
280

картировании мощных зон дробления и брекчирования с
интенсивным окварцеванием, каолинизацией и сульфидизацией. Для
выделения сурьмяноносной зоны гидротермального
метаморфизма использовался метод вызванной поляризации с установками
срединного градиента по сети 200X20 м и ВЭЗ-ВП.
В связи с тем что кристаллическая киноварь обладает
повышенными значениями пьезомодуля, на ртутных месторождениях
следует использовать возможности метода пьезоэлектрического
эффекта. На месторождении Хайдаркан (Киргизия) этим
методом четко выделены рудоносные джаспероиды как с
поверхности, так и в горных выработках. Однако глубинность его
небольшая (первые десятки метров). На золото-сурьмяных
месторождениях (Якутия) эффективным при детальных поисках
оказался метод заземленного кабеля в модификации измерений
вариаций электрического потенциала в сочетании с
зондированием в поле кабеля.
В комплексе поисковых и поисково-оценочных работ можно
использовать также методы скважинной электроразведки: ЕП-С
и ВП-С (для изучения ореолов гидротермальных и околорудных
изменений пород в околоскважинном пространстве) и ПЭЭФ-С
(для выделения рудоносных джаспероидов). Из методов
электрокаротажа в поисковых скважинах находят применение КС,
ПС (для расчленения разреза), МСК или МЭП (для выделения
рудных интервалов), ВП (для выявления сульфидной
минерализации). Роль методов скважинной электроразведки и
каротажа возрастает по мере увеличения глубины опоискования,
а также при разведке месторождений. Методы скважинной
электроразведки комплексируются со скважинной
магниторазведкой (СМ), в перспективе и с межскважинным сейсмоаку-
стическим просвечиванием (САП), а методы каротажа—с
ядерно-физическим каротажем (ГК, ГГК-С, НГК-С, РРК, АНГК)
и магнитным каротажем (КМВ). Следует опробовать в
комплексе также возможности ЭМК, особенно при наличии параге-
нетической связи оруденения с сульфидами.
§ 28. ДРУГИЕ МЕТАЛЛЫ
Золото
Гидротермальные месторождения. Среди них
наиболее распространены: а) кварцевые золотоносные жилы,
б) месторождения, залегающие в породах кровли гранитоидов
или внутри массивов гранитоидов, в) месторождения в черно-
сланцевых толщах, г) месторождения, представленные жилами
и штокверковыми зонами. В состав руд, помимо золота, входят
сульфиды (пирит, халькопирит, арсенопирит, сфалерит,
галенит), серебро, кварц, барит [232].
281

Геофизические поиски, которые по своему характеру
являются косвенными, осуществляются, главным образом, с
ориентацией на изучение ассоциаций кварца и сульфидов, которые
парагенетически связаны с золотым оруденением, а также на
выделение рудоносных структур, продуктивных формаций, рудо-
контролирующих структурных элементов. Особенно важна для
постановки электроразведки связь оруденения с сульфидами.
Встречаются: а) малосульфидные руды, состоящие в основном
из крупнозернистого кварца, б) умеренно сульфидные руды,
в) существенно сульфидные руды. Золото содержится или
непосредственно в рудообразующей массе (жильном кварце) или
в рудных минералах (сульфидах). Для золото-арсенопиритовой
формации наиболее типичны золотоносные кварцевые жилы
неправильной формы, реже зоны окварцевания и пиритизирован-
ные сланцы. В кровле или внутри массивов гранитоидов
рудные тела представлены правильными выдержанными жилами.
Месторождения альпийских вулканических поясов представлены
жилами и штокверками золото-серебряных руд. К метаморфизо-
ванным месторождениям относятся золотоносные конгломераты.
Для руд существенно кварцевого состава (золото-кварцевых,
золото-серебряно-кварцевых, кварц-серицитовых) характерны
высокие значения удельного сопротивления (до 2—4 кОм-м) и
повышенные значения пьезомодуля. Руды сульфидной формации
(золото-сульфидные, золото-арсенопиритовые, кварц-антимони-
товые) отличаются пониженным сопротивлением (у сплошных
золото-сульфидных руд до 0,5—3 Ом-м), повышенной
поляризуемостью (у вкрапленных руд до 10—15%, у сплошных — до
24%). Гранитоиды, с которыми генетически связаны
месторождения золота, имеют, как правило, высокое сопротивление
(тысячи— десятки тысяч ом-метров). В благоприятных условиях
на золото-сульфидных месторождениях проявлены естественные
поля (до —200 мВ).
Выбор методов и методики электроразведочных работ
зависит от типа оруденения. При крупномасштабных поисках
месторождений золота разных типов находят применение методы
аэроэлектроразведки: ДИП (ЭПП)—для выявления и
трассирования рудовмещающих зон смятия и разломов, СДВ-радио-
кип—для картирования зон окварцевания пород и
тектонических нарушений. Масштабы таких съемок 1 : 25 000—1 : 10 000,
маршруты через 250—100 м. Съемки целесообразно сочетать с
высокоточной аэромагнитной съемкой и аэрогаммаспектромет-
рией.
Для прослеживания зон окварцевания и кварцевых жил
наиболее широко используют различные модификации
электропрофилирования на постоянном и переменном токе. Учитывая, что
кварцевые жилы имеют небольшую мощность (1—2 м),
электропрофилирование нередко используют для выявления и просле-
282

живания зон дробления и тектонических нарушений,
вмещающих кварцевожильные тела. Таким зонам часто соответствует
повышенная проводимость образований. Особенно эффективен
при выделении крутопадающих зон проводимости метод
комбинированного электропрофилирования. Эффективность
выделения кварцевых жил существенно повышается, если в комплексе
с электропрофилированием использовать метод
пьезоэлектрического эффекта (ПЭЭФ), как при наземных поисках, так и в
условиях подземных выработок. При поисках рудно-кварце-
вых жил находит также применение сверхдлинноволновый ра-
диокип.
На месторождениях куранахского типа, для которых
характерно размещение рудных залежей в карстовых зонах в
известняках, с помощью электропрофилирования при поисках
масштаба 1 :25 000 можно картировать высокоомные известняки,
карстовые образования (заполненные разрушенными отложениями
и рудными залежами) и тектонические нарушения. Для выбора
места заложения горных выработок в пределах золотоносных
карстов выполняют детальное электропрофилирование (масштаб
1 : 10 000) [231]. При поисках месторождений золота (близпо-
верхностного типа) в мезозойско-кайнозойских вулканогенных
поясах электропрофилированием в комплексе с
гамма-спектрометрией и спектрозолотометрической съемкой выделяют зоны
гидротермально измененных пород и определяют
геолого-структурную обстановку, благоприятную для локализации золотого
оруденения.
Более весомую роль методы электроразведки играют при
поисках месторождений золота умеренно и существенно
сульфидной формации. Они участвуют как в непосредственном
обнаружении золото-сульфидного оруденения, так и в изучении
геолого-структурной обстановки и выделении рудоконтролирующих
структурных элементов. Электропрофилированием в комплексе
с магниторазведкой выявляются и прослеживаются зоны
тектонических нарушений и малые интрузивные тела.
Прослеживание и оконтуривание рудных тел, вскрытых горными
выработками, осуществляется часто с помощью метода заряда на
постоянном токе или на переменном токе низкой частоты (при
наличии каменных осыпей). По конфигурации
эквипотенциальных линий можно судить о размерах рудного тела, определить
положение рудной залежи. Съемкой естественного поля по
отрицательным аномалиям ЕП выделяются зоны сульфидизации
и гидротермального изменения пород (графитизации,
пиритизации и др.).
Представляется, что метод вызванной поляризации
предпочтительнее всех вышеперечисленных методов. Он позволяет
обнаруживать зоны сульфидной минерализации, начиная уже со
средне- и крупномасштабных работ. Осложняющий фактор —
283

аномалии от графитизированных углистых сланцев. Зоны
сульфидной минерализации в черносланцевых формациях одного из
районов характеризуются пониженным сопротивлением (сотни
ом-метров на фоне тысяч ом-метров), повышенной
поляризуемостью (до 10—30%), а также электрохимической активностью.
Участкам промышленной золоторудной минерализации в таких
зонах отвечает аномально высокая кажущаяся поляризуемость
(до 50—80%), на порядок более высокие значения удельного
электрического сопротивления (из-за насыщенности рудного
тела кварцевыми прожилками), аномалии естественного поля (до
—300 мВ) и переходных процессов. В комплексе используется
в сравнительно открытой местности модификация СГ-ВП, а на
закрытой площади — ВЭЗ-ВП.
Из методов скважинной электроразведки при поисках
наиболее широко используют скважинные варианты методов ЕП
и ВП, главным образом с целью выявления ореолов
гидротермального изменения пород и сульфидной минерализации в око-
лоскважинном пространстве. На одном из кварц-сульфидных
месторождений в углеродистых терригенных толщах
отрицательная аномалия ЕП достигла —500 мВ, причем золоторудные
тела тяготеют к участкам уменьшения аномалии до —150 мВ,
отвечающим околоскважинным участкам минерализованных
зон. При поисково-оценочных работах эти методы могут быть
дополнены пьезоэлектрическим методом (для выявления и
прослеживания рудоносных зон окварцевания и кварцевых жил) и
методом ЧИМ (для оценки выявленных зон сульфидной
минерализации).
Методы электроразведки при поисках и поисково-оценочных
работах широко комплексируются с высокоточной
магниторазведкой, литогеохимической съемкой и золотометрией, реже с
методами сейсморазведки. Пример такого комплексирования
приведен на рис. IX.7.
При разведке месторождений используют те же наземные
методы, что и при детальных поисках (ЕП, ВП, МПП КЭП, СЭП,
ПЭЭФ, МЗТ и др.), но в более детальном масштабе (1 :5000—
1 : 1000). Особенностью их применения является нацеленность
на изучение внутреннего строения рудных зон, выявление и
изучение отдельных рудных тел, уточнение их геолого-структурной
позиции. При оценке рудоносности флангов и глубоких
горизонтов ориентировка дается на использование наиболее глубинных
их модификаций, таких, как ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, 3-МПП или ЗСП.
Для детального изучения морфологии и внутреннего строения
ореолов гидротермального изменения пород, рудо
контролирующих зон смятия, разломов, тектонических нарушений
целесообразно оценить возможности микроэлектрических съемок по
параметрам рк и г]к (масштабы 1 :500— 1 : 100). Выбор той или
иной модификации наземных съемок обусловлен характером
284

■МЫ 1
Щз Е2* НЕ* M> Ш7 ЕЕ'
РИС. IX.7. Пример комплексного использования геофизических и лито-
геохимических методов исследований при детальных поисках золоторудных:
месторождений.
/■—ореолы рассеяния мышьяка в делювии, %; 2 — зоны дробления и окварцевания
пород по данным электропрофилирования и магниторазведки; 3 — изолинии кажущейся
поляризуемости У|к, %; 4 — линия геологического разреза АБ\ 5 — зона дробления,
окварцевания на разрезе; € — контур кварц-арсенопиритовой минерализации с золотом по>
данным бурения; 7 — контур рудной зоны по данным ВП; 8 — скважины
оруденения, условиями его залегания и особенностями
строения вмещающей среды.
Особенно возрастает при разведке роль методов скважин-
ной электроразведки. С помощью ЕП-С и ВП-С обеспечивается
выявление рудных залежей золото-сульфидного оруденения.
Установлена высокая эффективность на золотоколчеданных
месторождениях модификаций ВП с установкой «вертикальный
профиль» и параметрической скважинной установкой.
Повышенная электропроводность трещиноватых,, обводненных и
минерализованных образований рудовмещающих тектонических
нарушений, а иногда и самих кварцевых жил позволяет подключать
в комплекс МЗТ в модификации МЭК. На малосульфидных:
месторождениях, где сопротивления кварцевых жил и
вмещающих пород близки и методы на постоянном токе неприменимы,,
оказался эффективным РВП на высоких частотах (2,5—
285*

10,0 МГц) благодаря более низкому эффективному
сопротивлению рудных тел на этих частотах. На кварцево-жильных
месторождениях, где эффективное сопротивление кварцевых жил
в диапазоне частот 5—30 МГц в 3—6 раз превышает
сопротивление вмещающих пород, применяется методика
высокочастотной электромагнитной корреляции (А. Д. Петровский и др.,
1974 г.). Для выделения кварцевых жил в около- и межсква-
жинном (выработочном) пространстве нередко в комплекс
привлекают метод ПЭЭФ. В благоприятных условиях (при
различии жил и вмещающих пород по пьезомодулю на
полпорядка) его данные могут быть использованы для определения их
пространственного положения и геометрических размеров.
В опытном порядке в подземных выработках на отдельных
(кварц-сульфидных) месторождениях ведут работы методом
блуждающих токов. Отмечено, что в районе рудной зоны
экспериментальная кривая имеет положительный и отрицательный
экстремум.
Из методов электрокаротажа на стадии разведки золото-
сульфидных месторождений находят применение стандартные
методы (КС и ПС), а также методы скользящих контактов
(МСК) и электродных потенциалов (МЭП). С помощью
последних определяется положение и строение рудных интервалов.
Опытное опробование ЭМК на золото-серебряном
месторождении показало, что с его помощью можно выделять в разрезе
кварцевые жилы и рудные интервалы. Методы электрокаротажа
комплексируются с ГК, ГГК, ГСК, НАК, ННК, РРК, КМВ.
Золотоносные россыпи. Наиболее распространенным
типом россыпей являются аллювиальные-русловые и долинные
(залегающие в руслах ручьев и рек и на дне долин) и
террасовые (образовавшиеся на продольных террасах). При поисках
и разведке золотоносных россыпей электроразведочные методы
используют: при геолого-геоморфологическом картировании
с целью оценки мощности рыхлых отложений, изучения их
развития; для выделения погребенных русел и долин, продольных
террас. Эти задачи решаются на стадиях поисковых и поисково-
оценочных работ и предварительной разведки россыпей.
Масштабы работ преимущественно 1 : 50 000, 1 : 25 000, 1 : 10 000.
При поисках неглубокозалегающих россыпей
электроразведку используют с вспомогательными целями определения
мощности рыхлых отложений для правильного выбора технических
средств поисков и разведки и значительно реже — выявления
скрытых наносами деталей рельефа, представляющих
практический интерес для поисков [231]. При поисках глубокозалегаю-
щих россыпей (более 10—15 м), особенно когда
местоположение россыпи не контролируется элементами современного
рельефа, электроразведка является одним из основных методов
локализации перспективных участков.
286

Для решения указанных выше задач привлекают
симметричное электропрофилирование (двухгоризонтное) и вертикальное
электрическое зондирование, причем первое — при изучении
малых глубин, второе — при поисках глубокозалегающих
россыпей. Электропрофилирование часто сопровождается работами
методом ВЭЗ по отдельным опорным профилям для уточнения
величин разносов установки и количественной оценки мощности*
рыхлых отложений в пределах выявленных погребенных долин.
Как методом электропрофилирования, так и методом ВЭЗ
уверенно картируются погребенные долины, депрессии в рельефе
коренных пород. Однако по данным ВЭЗ не всегда удается
расчленить рыхлые отложения по составу ввиду их слабой
дифференциации по электрическим свойствам. Осложняющее влияние
может оказать на данные ВЭЗ в условиях Сибири наличие
вечной мерзлоты.
При изучении морфологии перекрытых тонким слоем рыхлых
отложений погребенных долин и строения неглубоко
залегающих россыпей (до 10—15 м) следует опробовать возможности
микроэлектрических съемок, в первую очередь с установками
СЭП, ВЭЗ, по параметрам рк и цк. Масштабы таких работ
могут быть 1 : 1000—1 :500.
Уран
Среди эндогенных месторождений урана наиболее важное
значение имеют гидротермальные. Для них характерно богатое
урановое оруденение и разделение по общим особенностям на
две основные группы: средне- и высокотемпературные,
связанные с процессами метасоматоза и пликативными структурами
во вмещающих породах, и средне- и низкотемпературные,
связанные с кислыми интрузивными или вулканогенными
породами и сформированные при значительном влиянии трещинной
тектоники. Из экзогенных месторождений урана ведущее место
занимают инфильтрационные месторождения, образование
которых обусловлено главным образом деятельностью вод глубокой
циркуляции. Они имеют пластовую форму и значительные
размеры. Важное промышленное значение имеют и метаморфоген-
ные месторождения урана в углисто-глинисто-кремнистых
сланцах (за счет высвобождения урана из органической массы) и
древних конгломератах (за счет древних россыпей) [232].
Методы электроразведки используют при поисках и разведке
месторождений урана, для литолого-структурного
картирования (рудоконтролирующих или рудовмещающих) структурных
элементов — разрывных и пликативных структур,
субвулканических тел и интрузий, жил и даек, зон метасоматоза и
околорудных изменений, зон сопутствующей минерализации, урано-
носных комплексов пород.
287

На этапе специализированного геологического картирования
(масштаба 1:50 000) в районах, закрытых маломощным
чехлом рыхлых отложений, аэроэлектроразведку методом БДК
используют в комплексе с другими аэрометодами
(магниторазведкой и гамма-спектрометрией) для выделения рудоконтролирую-
щих тектонических нарушений и картирования рудовмещающих
интрузивных и вулканогенных комплексов пород. Для
районирования территории по характеру развития рыхлых отложений
(распространению, составу, мощности) и геоморфологическим
условиям в комплекс наземных работ привлекают методы
ПЕЭП (переменного естественного электрического поля), СЭП
и ВЭЗ [231]. Такое районирование необходимо для уточнения
направления и состава поисковых работ. При поисках методы
электроразведки применяют главным образом для изучения
рудоносных структур и формаций и оценки аномалий
радиоактивности. Из методов аэроэлектроразведки для этих целей могут
быть привлечены в первую очередь методы ДИП и СДВ-радио-
кип. В случаях присутствия в рудоносных формациях
сульфидов металлов можно ориентироваться также на аэровариант
-МПП. Из наземных методов в комплекс включают методы
ПЕЭП, СГ, СЭП. На месторождениях гидротермального типа —
.железо-урановых, медно-кобальт-урановых, настуран-полиме-
таллических и других, в рудах которых присутствуют магнетит
и сульфидные минералы, в поисковом комплексе эффективно
могут использоваться методы естественного поля и вызванной
поляризации. С помощью этих методов могут быть выделены
зоны околорудных изменений, минерализованные ураноносные
породы. Масштабы поисковых электроразведочных работ
1:50 000—1: 10 000.
При поисково-оценочных работах методы электроразведки
привлекают для изучения рудоперспективных зон сульфидной
и железосодержащей минерализации, продуктивных литолого-
-фациальных комплексов, рудоконтролирующих структур и
магматических комплексов, а также для оценки рудоносности
радиометрических аномалий. Так, методы ЭП, ЕП, ВП
эффективны при оценке радиометрических аномалий и уточнении их
литолого-структурного положения. С помощью методов СГ,
.ДЭП, СДВ-радиокип выявляют и прослеживают рудоконтроли-
рующие структуры — трещины, разрывы, зоны дробления,
складки. Метод электрической корреляции (МЭК) используют при
увязке зоны оруденения, выделенной на поверхности, с
глубинным подсечением этой зоны скважиной [231]. Присутствие
в рудах сульфидов и повышенная благодаря этому их
поляризуемость способствует привлечению в комплекс скважинных
вариантов ЕП и ВП для прослеживания ураноносных
образований по простиранию и на глубину.
В комплексе разведочных работ находят применение те же
:288

наземные методы электроразведки, что и при
поисково-оценочных работах. Отличает их повышенная детальность (масштабы
1 :5000— 1 : 1000) и более высокие требования к достоверности
геологических построений. Методы структурной
электроразведки (ЭП, ВЭЗ) нередко привлекаются для прослеживания
рудоносных или рудоконтролирующих структур на флангах
известных месторождений. Более широкое распространение получают
методы скважинной электроразведки. В связи с низким
сопротивлением образований зон нарушений, дробления,
трещиноватое™, гидротермальных изменений возможно использование для
их изучения метода радиоволнового просвечивания. В
отдельных случаях отмечена даже корреляционная связь между
количеством урана и величиной коэффициента поглощения
радиоволн. На месторождениях, в рудах которых присутствуют
магнетит, сульфиды свинца, меди, цинка, никеля и других
металлов, могут оказаться эффективными также скважинные
методы — естественного электрического поля и вызванной
поляризации. По данным методов электрокаротажа (КС, ПС)
уточняют литологический состав разреза, определяют положение
проницаемых горизонтов и водоупоров. При выделении рудных
интервалов с сульфидной минерализацией могут дополнительно
привлекаться методы МСК и МЭП.
Алюминий
Основным источником алюминия являются экзогенные
(осадочные) месторождения — платформенные и геосинклинальные.
Первые чаще всего располагаются на окраинах синеклиз и в
небольших котловинах, а рудные тела залегают вблизи от
поверхности и имеют форму вытянутых пластообразных залежей.
Вторые размещены в краевых частях геосинклинальных
прогибов, где бокситоносный горизонт, как правило, залегает в
низах карбонатной толщи и вместе с вмещающими породами
часто собран в складки и разбит разрывами [232].
Сами бокситы слабо отличаются по электрическим
свойствам от вмещающих пород, а поэтому электроразведочные
методы применяют главным образом для решения задач косвенных
поисков — картирования рудовмещающих структур и
комплексов, чему способствует значительное различие по сопротивлению
пород платформенного чехла и фундамента, а также
дифференциация пород самого фундамента по электрическим свойствам.
Так, рыхлые образования, а нередко и кора выветривания
коренных пород обладают низким удельным сопротивлением
(единицы и десятки ом-метров). Известняки имеют сопротивление
100—1000 Ом-м (трещиноватые), 1—100 кОм-м (плотнокри-
сталлические). У пород осадочного чехла сопротивление более
низкого порядка, от 10—40 Ом-м у глин до 100 Ом-м у аргил-
19—815
289

литов, алевролитов и песчаников. Сопротивление глинистых
бокситов в среднем 75 Ом-м, каменистых — 200—1400 Омм,
рыхлых— 150—400 Ом-м.
При региональных исследованиях в платформенных областях
метод ВЭЗ (в комплексе с сейсморазведкой, гравиразведкой и
магниторазведкой) привлекается для выделения крупных
поднятий дорудного рельефа, литологического расчленения пород
фундамента и выделения алюмосиликатных и карбонатных
образований, выявления площадей с корой выветривания по алю-
мосиликатным породам, оценки мощности рыхлого покрова.
Сеть наблюдений 2000X (500—1000) м. В Тургайском прогибе,
где отмечена приуроченность бокситоносной зоны к вытянутому
вдоль прогиба поднятию, а внутри поднятия — к контакту
известняков с эффузивно-осадочными образованиями, для
повышения достоверности результатов каждый третий — пятый
профиль ВЭЗ (т.е. через 6—10 км) опирается на сейсмические
профили КМПВ. В условиях труднодоступных районов Тимана
и Сибири на слабо закрытых их площадях для экспрессной
оценки рудоносности при геологическом картировании
применяют аэроэлектроразведку ДИП (в комплексе с
аэромагниторазведкой и аэрогаммаспектрометрией). На закрытой площади
ВЭЗ выполняют для определения мощности рыхлых отложений
и, по возможности, литологического расчленения фундамента.
В Северо-Онежском районе метод ВЭЗ используют для
изучения генеральных форм рельефа погребенного фундамента.
На этапе крупномасштабных поисков (1 :50 000)
электроразведку применяют для изучения дорудного рельефа и выделения
бокситоносных депрессий, котловин и карстов. При небольшой
мощности рыхлых отложений (Енисейский кряж, Тиман) для
решения этой задачи эффективно выполнение
электропрофилирования в сочетании с профильными работами ВЭЗ. Масштаб
работ 1:25 000, сеть (250—400) X 50 м. При значительной
глубине исследований (Тургайский прогиб) используют
преимущественно метод ВЭЗ. Сеть наблюдений ВЭЗ (400—1000) X (200—
500) м. Как перспективные выделяются депрессии,
расположенные в благоприятных литологических условиях и
пространственно совпадающие с локальными магнитными аномалиями рудной
природы. При больших глубинах (400—600 м) до продуктивной
коры выветривания и пород фундамента (Белгородский район)
более эффективным оказался метод становления электрического
поля. С его помощью выделяют зоны повышенной
проводимости в кровле фундамента, отвечающие участкам с
бокситоносной корой выветривания. Нередко оказывается возможным
оценить и ее мощность. В Северо-Онежском районе для уточнения
рельефа фундамента и выявления локальных депрессий
успешно опробован метод низкочастотных зондирований (НЧЗ).
В труднодоступных районах Сибири и Севера все шире приме-
290

няются аэрогеофизические съемки, включающие
электроразведку методами ДИП и радиокип (Тиман). Электроразведка
обеспечивает картирование рельефа фундамента и выделение рудо-
перспективных депрессий, локализует площади развития
продуктивной коры выветривания. Масштаб съемок 1 :50 000.
При детальных поисках (масштаба 1:10 000) рудоперспек-
тивные депрессии и котловины в Тургайском прогибе детально
изучаются методом ВЭЗ для установления их морфологических
особенностей и, по возможности, расчленения рыхлых
образований по составу. Сеть наблюдений (200—400) Х( 100—200) м.
В результате работ составляются карты изогипс с выделенными
перспективными зонами для поискового бурения. При
небольших глубинах залегания фундамента вместо площадных работ
методом ВЭЗ может применяться двухгоризонтное
электропрофилирование [сеть (200—100) Х50 м] в сочетании с ВЭЗ.
При поисках геосинклинальных бокситов (масштаба
1 : 50 000) для картирования продуктивных карбонатных
отложений в комплексе аэрогеофизических поисков используют
электроразведку методом ДИП (Северный Урал), а при
наземных проверочных привлекают методы ВЭЗ и СЭП (для
определения мощности покровных отложений и установления
положения рудоперспективного контакта). Повышенная поляризуемость
отдельных слоев бокситоносного комплекса может быть
использована для их прослеживания и выяснения структурных
условий разреза.
В поисковых и разведочных скважинах используют методы
электрокаротажа (КС и ПС) для расчленения разреза и
выделения бокситового горизонта, электромагнитный каротаж — для
выделения и корреляции в разрезах бокситовых горизонтов,
изучения их строения, разделения бокситов по составу
(глинистые, каменистые, рыхлые).
ГЛАВА X. НЕРУДНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ
§ 29. АЛМАЗЫ
При поисках и разведке коренных месторождений алмазов
(кимберлитовых трубок) методы электроразведки, входящие
в геофизический комплекс на стадии детализационно-оценочных
работ, относятся к числу дополнительных и применяются
с целью: 1) геологического картирования; 2) разделения
магнитных аномалий, обусловленных кимберлитовыми телами
и трапповыми останцами; 3) поисков немагнитных
кимберлитовых трубок; 4) обнаружения и локализации трубок под
мощными покровами траппов и осадочных отложений [235, 239, 241,
242].
19*
291

Таблица Х.1
Электрическое сопротивление пород алмазоносного района
(по В. М. Бондаренко и др.)
Характеристика геологических образований
Вмещающие породы: известняки, доломиты
Перекрывающие осадочные породы
Перекрывающие трапповые образования
Вы ветрел ый кимберлит
Монолитный кимберлит
Удельное электрическое
сопротивление р, Ом-м
Пределы
изменения
1200—10 000
25—1100
4000—16000
5—2000
2400—10 000
Среднее
6500
8500
Примечание. Значения р были получены по данным параметрических ВЭЗ и
электрокаротажа скважин.
Основой для применения методов электроразведки является
дифференциация кимберлитов, вмещающих и перекрывающих
пород по электрическим свойствам (табл. Х.1). В районах
развития мерзлоты удельное сопротивление одних и тех же
образований может изменяться в значительных пределах в
зависимости от того, в какой части разреза они находятся — в зоне
талых вод, в коре выветривания или в коренных породах с
относительно низкими температурами. Условия залегания кимберли-
товых трубок меняются от весьма благоприятных (выходят под
рыхлые отложения малой мощности) до крайне
неблагоприятных (перекрыты мощным в десятки метров чехлом трапповых
силлов и осадочных образований).
В районах с небольшой мощностью наносов (первые метры)
при решении первых трех указанных задач в комплекс
включают методы индукции, ВЭЗ, ДЭЗ, симметричное и дипольное
электропрофилирование, сверхдлинноволновый радиокип,
переходных процессов, вызванной поляризации.
Кимберлитовые трубки по данным симметричного
электропрофилирования картируются по узко локальным проводящим
зонам сравнительно простого строения (рис. Х.1, а).
Прослеживание осей проводимости методом индукции
позволяет картировать в плане контакт кимберлит — вмещающие
породы с погрешностью 5—10 м (рис. Х.1,б).
В благоприятных условиях для разделения магнитных
аномалий на «кимберлитовые» и «трапповые» применяют
симметричное электропрофилирование и ВЭЗ. Для трапповых
образований характерны переменные значения рк, близкие к рк для
вмещающих пород (рис. Х.1,в), и более высокое удельное
электрическое сопротивление геоэлектрических горизонтов (рис. Х.1, г,
табл. Х.2).
292

РИС. Х.1. Примеры применения методов электроразведки в алмазоносных
районах.
Для картирования кимберлитовых трубок, выходящих под наносы небольшой мощности:
а — симметричное электропрофилирование; б — метод индукции; для разбраковки
магнитных аномалий на «кимберлитовые» и «трапповые»: в — симметричное
профилирование; г —ВЭЗ (а—г — по В. М. Бондаренко и др.). Для картирования кимберлитовых
трубок, залегающих под траппами и осадочными отложениями: д — фазовые измерения
(по Б. В. Рогачеву); е — метод СДВ-радиокип (по В. С. Котику и Б. В. Рогачеву); ас —
метод незаземленной петли (по Ю. И. Блоху, И. А. Доброхотовой и др.). / —
вмещающие известняки и доломиты; 2 — кимберлиты; 3 — траппы; 4 — песчаники и алевролиты;
5 — ось аномалии, полученной методом индукции

Таблица Х.2
Характеристика геоэлектрических горизонтов (по В. М. Бондаренко и др.)

Геоэлектрический
горизонт
1
II
III
IV
Известняки
Средняя
мощность,
м
0,8
4,5
—
*-—
Среднее
сопротивление,
Ом-м
90
900
5500
—
Ким
Средняя
мощность,
м
0,6
5,2
25
96
берлиты
Среднее
сопротивление,
Ом-м
150
1100
7600
1600
Траппы
Средняя
мощность,
м
0,6
3,0
20
90
Среднее
сопротивление,
Ом-м
250
2800
9400
1700
При поисках скрытых (перекрытых мощными до 50—70 м
трапповыми покровами или низкоомными осадочными
отложениями мощностью до 10—15 м) кимберлитовых трубок
применяют сверхдлинноволновый радиокип (СДВР) и метод неза-
земленной петли (НП). В методе СДВР измеряют либо
фазовый сдвиг импеданса (запаздывание фазы горизонтального
магнитного поля по отношению к фазе горизонтального
электрического поля), либо импеданс (отношение горизонтальных
электрических составляющих к магнитным полей сверхдлинных
радиоволн на частотах 10—30 кГц) (рис. Х.1,д, е).
Метод НП выполняют по площади с размерами петли около
2x1 км на частоте 19,53 Гц. Измеряют отношение вертикальных
составляющих индукции магнитного поля на опорной и рядовых
точках BZ/0JBZ. Влияние перекрывающих траппов
учитывают по результатам индуктивного профилирования с малыми
петлями (около 30X30 м) и шагом 20—40 м. Разностная
аномалия Bz/a подчеркивает эффект от намагниченных
кимберлитов, залегающих под трапповым силлом (рис. ХЛ,ж).
Для повышения эффективности поискового бурения на
площадях широкого развития трапповых образований с глубоким
залеганием кимберлитовых тел применяют подземную
геофизику, в частности метод радиоволнового просвечивания, с целью
исследования около- и межскважинного пространства. В высо-
коомных карбонатных породах ордовика дальность
просвечивания 250—500 м (М. П. Бехтерева и др., 1983 г.).
§ 30. ГОРНОТЕХНИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ
Горнотехническое сырье получают из месторождений пьезо-
оптических минералов, слюд, графита, асбеста, флюорита,
барита и витерита, магнезита и брусита, талька и пирофиллита.
Пьезоэлектрическое сырье [238, 240]. При поисках и
разведке горного хрусталя и исландского шпата в зависимости от
294

своеобразия физико-геологических условий и решаемых задач
методы электроразведки относят к числу основных и
дополнительных. Данные электроразведки (электрических зондирований
в площадном и профильном вариантах, симметричного и
несимметричного электропрофилирования, круговых замеров рк)
используют при составлении геофизических основ
специализированных геолого-структурных и прогнозных карт.
На стадии общих поисков жильных месторождений
горного хрусталя масштабов 1:50 000—1:25000 метод
сопротивлений (электрическое зондирование и профилирование)
в комплексе с другими геофизическими методами (например,
гравиразведкой и магниторазведкой или только
магниторазведкой) применяют для: 1) определения геологических позиций,
условий локализации и строения хрусталеносных полей и
месторождений; 2) выявления и оценки геолого-структурных
элементов, благоприятных для локализации хрусталеносных
объектов— кварцевых жил, минерализованных трещин и россыпей;
3) перспективной оценки хрусталеносных полей и
месторождений на глубину; 4) определения дальнейших наиболее
эффективных направлений поисково-разведочных работ.
При прогнозной оценке перспективных площадей
используют следующие косвенные признаки (критерии) хрусталеносно-
сти: 1) минимумы и зоны пониженных значений рк, 2) зоны
концентраций линий перерыва корреляции аномалий рк,
3) узлы сопряжения (сочленения) различных сочетаний этих
аномалий. Указанными элементами фиксируются зоны
проницаемости для хрусталеобразующих флюидов. Они могут быть
выявлены при геофизических исследованиях масштабов 1 :
: 25 000—1:10 000.
Детальные поиски месторождений горного хрусталя прово
дят на перспективных площадях, расположенных как в новых
районах, где ранее выполненными геолого-геофизическими
исследованиями обоснована вероятность обнаружения крупных
месторождений горного хрусталя, так и на площадях,
находящихся вблизи известных месторождений. Целевым назначением
детальных геофизических поисков являются: 1) поиски
перспективных геолого-структурных элементов, с которыми могут быть
связаны хрусталеносные кварцевые жилы и минерализованные
трещины; 2) выявление и изучение характера строения
перспективных (минерализованных, хрусталеносных) зон; 3) поиски
хрусталеносных кварцевых жил и погребенных логов,
перспективных на обнаружение минерализованных россыпей.
С целью поисков перспективных геолого-структурных
элементов в масштабах 1 : 10 000 или 1 :5000 выполняют
комплексные геофизические исследования, в которые входят
электрические зондирования (обычно по профилям) и симметричное или
несимметричное электропрофилирование (по площади).
295

Геофизические исследования для выявления, оконтуривания
и изучения характера строения хрусталеносных зон выполняют
в масштабе 1 :2000 или 1 : 1000 в зависимости от
геолого-геофизических условий локализации хрусталеносных кварцевых жил.
В состав комплекса геофизических методов при изучении
особенностей строения хрусталеносных или минерализованных
(предполагаемых хрусталеносных) зон входит комбинированное
электропрофилирование на двух и даже трех разносах
питающих линий.
Установлена приуроченность хрусталеносных или
минерализованных зон к минимумам рк. Для изучения особенностей
строения и локализации хрусталеносных зон на различных
гипсометрических уровнях эффективно применение
электрических зондирований симметричной или трехэлектродной
установками.
Электропрофилирование и магниторазведку применяют на
подстадии детальных поисков для уточнения геофизической
характеристики перспективных участков, изучения особенностей
строения геолого-структурных элементов, получения
дополнительных материалов для выбора мест заложения горных
выработок. Поиски кварцевых жил в пределах выделенных
минерализованных и хрусталеносных зон производят геофизическим
комплексом: методом средних градиентов (МСГ — ведущий
метод комплекса), несимметричным, дипольно-осевым или
комбинированным профилированием (для разделения выявленных
аномалий на поверхностные и глубинные), пьезоэлектрическим
методом (для разделения аномалий рк на «кварцевые» и
«бескварцевые») и проверочными горными и буровыми работами.
Съемку методом срединных градиентов на участках с
неустойчивым простиранием искомых объектов выполняют по системе
взаимно перпендикулярных профилей с соответствующей
перестановкой питающих заземлений. Методы МСГ (АВ = 300-=-
-ь-500 м, MN = 2,5 + 5 м) и комбинированное профилирование на
нескольких разносах питающих линий (ЛО = ОВ = 20-^ 100 м,
ALV = 2,5-^5 м) или дипольно-осевое с установками,
эквивалентными трехэлектродным, позволяют выявлять кварцевые жилы,
залегающие в коре выветривания пород на глубине до 9—12 м.
При проведении поисково-оценочных работ к основным
задачам, решаемым с помощью электроразведки, относят: изучение
особенностей строения хрусталеносных и минерализованных зон,
оценку степени насыщенности кварцевыми жилами изучаемых
площадей и выбор наиболее перспективных аномалий рк для
проверки и последующего опробования хрусталеносных жил.
При изучении особенностей строения хрусталеносных и
минерализованных зон чаще всего выполняют симметричное
электропрофилирование по сети 5X5 м. В результате работ строят
корреляционные планы графиков рк для системы субмеридиональ-
296

ных и субширотных направлений при ориентировке питающих
и приемных линий вдоль одного из этих направлений.
На стадии разведки и разработки месторождений открытым
способом основной задачей геофизических работ является
выявление кварцевых жил по мере углубления карьеров.
Для поисков и оконтуривания хрусталеносных
пегматитовых тел электроразведка может быть успешно
применена в том случае, если имеется различие в степени
сохранности или выветрелости пегматитовых тел и вмещающих пород.
Пегматитовые тела чаще всего характеризуются относительно
пониженными значениями рк. Для их выявления применяют
комбинированное или двухстороннее дипольно-осевое
профилирование.
Погребенные лога, с которыми могут быть связаны
россыпные месторождения горного хрусталя,
картируются методами электроразведки как зоны повышенной
проводимости. Их выделение можно проводить одновременно с
поисками кварцевых жил.
Для этой цели используют симметричное профилирование,
а при детализационных работах — несимметричное
профилирование.
При поисках и разведке месторождений исландского
шпата (А. Я. Зюзин, 1980 г.) методы электроразведки
(симметричное и комбинированное профилирование, ВЭЗ) в
комплексе с магниторазведкой применяют с целью выявления
и оконтуривания пликативных и дизъюнктивных структур
(мульд, куполов, впадин, зон дробления и брекчирования туфов,
а также полостей), в которых локализуется исландский шпат.
Пликативные тектонические элементы изучают методом ВЭЗ,
дизъюнктивные — электропрофилированием в сочетании с ВЭЗ.
С увеличением детальности геофизических исследований и
расширением их комплекса производят постепенную локализацию
перспективных площадей. Так, при поисках масштабов 1:25 000
и 1 : 10000 разломы, выполненные траппами, отмечаются
линейными аномалиями повышенных значений рк (Л = рКтах/рктт =
= 2-7-10, pKmin = 2000-г-4000 Ом-м); безтрапповые разломы
фиксируются минимумами рк (Л = 1,5-г-4, pKmin=100-r-200 Ом-м).
На стадии детальных поисков (электропрофилирование
масштабов 1:5000—1:2000) электроразведочными признаками
перспективных участков являются как зоны минимумов рк (бес-
трапповые разломы), так и зоны максимумов рк (трапповые
разломы). Эти же критерии используют и при
поисково-оценочных работах масштабов 1:1000—1:500. Микроэлектроразве-
дочные исследования масштабов 1:500—1:200 и крупнее
выполняют на разведочной стадии с целью выявления полостей
и гнезд с кристаллами исландского шпата. В поле рк им
соответствуют локальные минимумы с А = 1,5—7.
297

Слюда [237]. Месторождения мусковита сосредоточены
в Мамско-Чуйской и Карело-Кольской провинциях. Для
метаморфических пород Мамско-Чуйской провинции характерна
высокая анизотропия. Слюдоносные пегматиты этой провинции
приурочены обычно к антиклиналям и тектоническим разломам.
Литолого-структурное картирование и прогнозирование
слюдоносных площадей на стадиях общих и детальных поисков
осуществляют комплексом геофизических методов при
доминирующей роли электроразведки (ДЭП, СГ, ВП, ЕП). Признаками
локализации слюдоносных месторождений являются аномалии
ЕП и чередование экстремумов рк в сочетании с аномалиями Za
и гравитационными минимумами и ступенями. При поисково-
'оценочных и разведочных работах электроразведку комплекси-
руют с пьезоэлектрическим методом. Физико-геологическая
модель пегматитовой жилы характеризуется высокой
электрической анизотропией вмещающих слюдоносных образований,
повышенными значениями рк, т)к, f/нпи пьезомодуля жилы в целом
и высокими значениями рк и пьезомодуля ядра жилы, в
котором иногда и концентрируются промышленные скопления
мусковита.
В Карело-Кольской провинции для картирования
структурно-тектонических элементов и массивов перидотитов, гнейсов
и гранитоидов, наличие которых является основным признаком
слюдоносности площадей на стадиях общих и детальных
поисков, применяют СГ, ДЭП в комплексе с высокоточными
магните- и гравиметрическими съемками. На поисково-оценочной
и разведочной стадиях ДЭП, СГ, ЕП, ВП комплексируют с
пьезоэлектрическим методом в полевой и скважинной
модификациях.
При поисках и разведке флогопита и вермикулита
электроразведка имеет подчиненное значение.
Графитовые залежи имеют низкое электрическое
сопротивление, но для различных типов руд (сплошные, полосчатые,
вкрапленные, чешуйчатые) р может меняться от 0,0001 до
10 Ом-м. Чешуйчатые и полосчатые руды обладают ярко
выраженной анизотропией электрических свойств. Графит хорошо
поляризуется под воздействием естественных и искусственно
созданных электрических полей. Аномалии ЕП достигают
1000 мВ. При поисках и разведке месторождений графита
основным методом является электроразведка в модификациях ЕП,
ВП, ВЭЗ, электропрофилирование, метод заряда.
Асбестовые месторождения слабо дифференцированы по
электрическим свойствам относительно вмещающих пород.
На стадии общих поисков применяют СЭП и ВЭЗ для
картирования ультраосновных массивов по повышенным значениям рк,
а также тектонических нарушений и серпентинизированных
пород по минимуму рк.
298

При детальных поисках для изучения особенностей
ранее выявленных перспективных участков используют ВП,
СЭП, СГ.
Барит обладает очень высоким удельным электрическим
сопротивлением (порядка 1 МОм-м), поэтому электроразведку
(СЭП, ДЭП, КЭП) применяют на всех стадиях
геологоразведочного процесса, первоначально для выделения площадей с
баритовым оруденением, на более детальных стадиях — для
выделения баритовых залежей.
§ 31. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Строительным минеральным сырьем являются многие
горные породы: глины, песок, гравий, сланцы, известняки,
песчаники, мраморы, гнейсы, граниты, базальты, порфириты, гипс
и ангидрит.
Методы электроразведки применяют как на поисковой
стадии, так и при разведке месторождений с целью решения
следующих задач [236]: 1) оконтуривания месторождения в плане
и разрезе; 2) выявления в пределах месторождения наиболее
благоприятных участков по минеральному (химическому)
составу, физико-механическим и прочностным свойствам; 3)
картирования участков тектонических нарушений, трещиноватых,
закарстованных, выветрелых зон; 4) оценки горнотехнических
и гидрогеологических условий разработки месторождений.
Для решения указанных задач используют ВЭЗ, реже
ВЭЗ-ВП, а также профилирование на постоянном и переменном
токе, чему благоприятствует достаточная дифференциация
пород по электрическим свойствам.
При поисках и разведке месторождений глин широко
применяют ВЭЗ, симметричное и комбинированное
электропрофилирование для изучения рельефа высокоомных образований,
к погруженным участкам которых приурочены скопления глин,
для картирования тектонических трещин и разломов,
заполненных каолиновыми, огнеупорными и тугоплавкими глинами.
Метод ВЭЗ широко используют также для определения
мощности вскрыши (рис. Х.2,а). В случае перекрытия известняков
высокоомными песками интерпретация ВЭЗ с целью
определения глубины залегания коренных пород затруднена или вообще
невозможна (рис. Х.2,б). Симметричное
электропрофилирование на двух разносах применяют обычно для картирования
закарстованных участков в известняках, что необходимо знать
при подсчете запасов и для оценки горнотехнических условий
эксплуатации месторождений. Карсты, заполненные песчано-
глинистыми породами, выделяются зонами пониженных
сопротивлений, а воронки с песком — повышенных.
299

ч вэз
20,2/>к,Ом-м
АВ/2,м
12 11 10
57,0 52,0рх
ВЭЗ
т ш W) ' а*\ ш ш) м\ на ■ ш
© © © © @ ©@ @ @
\
\

При поисках и разведке гравийных и песчано-гра-
вийных месторождений применяют симметричное
электропрофилирование на двух разносах. Эти образования имеют
более высокое сопротивление, чем вмещающие их глины,
суглинки и супеси (рис. Х.2,в). Мощность вскрыши и
продуктивной толщи определяется по данным ВЭЗ.
При разведке кристаллических пород для
картирования разрушенных зон и оценки кондиционных запасов
полезного ископаемого применяют симметричное
электропрофилирование и ВЭЗ.
Поиски и разведка месторождений глинистых сланцев
сопровождаются исследованиями методом СЭП для оконтури-
вания продуктивной толщи и картирования тектонических
нарушений, а также методов ВЭЗ для уточнения вскрышных условий
и изучения месторождения на глубину.
На стадии детальной разведки месторождений мраморов
полезную информацию дают методы электрического каротажа,
радиоволнового просвечивания и заряда (рис. Х.2,г). По
данным электрического каротажа мраморы выделяют в виде высо-
коомных зон. Методы радиоволнового просвечивания и заряда
применяют для изучения межскважинного пространства, в
частности для определения мест выклинивания гранитов и гнейсов,
осложняющих внутреннее строение толщи мраморов.
Гипсоносные толщи обладают повышенным удельным
электрическим сопротивлением (до тысяч ом-метров), поэтому
ведущим геофизическим методом на стадиях поисков и разведки
является электроразведка в модификациях ВЭЗ, СЭП, КЭП,
СГ. Метод ВЭЗ применяют для получения разреза по
вертикали с целью определения глубины и особенностей рельефа
кровли гипсов. Модификации электропрофилирования используют
для картирования гипсоносных залежей и карстовых зон
в плане.
Методы электроразведки, используемые при решении
указанных задач, комплексируют с магниторазведкой,
сейсморазведкой, реже с гравиразведкой и гамма-каротажем скважин.
РИС. Х.2. Примеры применения электроразведки при поисках и разведке
месторождений строительных материалов.
а — картирование мощности вскрыши по данным ВЭЗ (по В. М. Бондаренко, И. Н.
Кадырову); б — неблагоприятный разрез для картирования верхней кромки известняков
методом ВЭЗ (по М. А. Шибалову); в — симметричное электропрофилирование на двух
разносах для поисков залежей гравия (по Я. А. Шкилевскому); г — методы
радиоволнового просвечивания и заряда при детальной разведке месторождений мраморов (по
материалам А. И. Гринина); 1 — истинное электрическое сопротивление, Ом«м; 2—
известняк; 3 — границы геологических горизонтов; 4 — суглинки; 5 — глины; 6 — пески; 7 —
гравий; 8 — доломитовый мрамор; 9 — тела гнейсов, выявленные по данным
радиоволнового просвечивания; 10— изолинии равных значений коэффициентов экранирования;
/1 — оси электропроводности по данным метода электрической корреляции; 12 —
скважины
301

§ 32. ГОРНО-ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ
К горно-химическому сырью относят каменную, калийную
и магниевую соли, ангидрит, гипс, серу, апатиты и фосфориты.
Наиболее благоприятными объектами для применения
методов электроразведки являются месторождения солей и серы,
обладающих весьма высокими электрическими
сопротивлениями, достигающими сотен тысяч ом-метров. При поисках и
разведке залежей апатитов и фосфоритов методы электроразведки
имеют подчиненное значение.
Ведущие методы электроразведки на стадии поисков и
разведки солянокупольных структур с пологой или куполовидной
поверхностью соляных толщ—различные модификации
электрических и электромагнитных зондирований (ВЭЗ, ДЭЗ, МТЗ,
ЗС, 43). Крутопадающие залежи солей изучают
модификациями электропрофилирования (СЭП, КЭП, дипольными
установками с измерением отношений градиента потенциала). На
стадиях детальной и эксплуатационной разведки применяют
радиоволновое просвечивание, радиолокационный метод и метод
заряда.
С помощью геофизических методов решают задачи: 1)
поиски и оконтуривание в плане залежей минерального сырья;
2) определение глубины залегания и рельефа поверхности
соляных залежей и соленосных толщ; 3) изучение строения
соляных толщ, в частности обнаружение и прослеживание
горизонтов минерализованных вод, рассолов и карстовых полостей.
На рис. Х.З, а показаны результаты комплексного
применения метода ВЭЗ и электропрофилирования с трехэлектродной
приемной установкой. Обычно на кривых ВЭЗ соленосная
толща отмечается асимптотической ветвью с углом 45° к осям
координат и нередко осложненной в левой части резким минимумом
рк за счет влияния горизонта высокоминерализованных вод
в кровле соленосной толщи. С помощью трехэлектродной
приемной установки измеряют третью производную электрического
потенциала точечного источника, которая обладает большей
разрешающей способностью по сравнению с измерениями
дипольными и симметричными установками (рис. Х.З, б). Однако
следует заметить, что вместе с этим возрастает и искажающее
влияние помех.
При изучении карста соляного купола на стадии детальной
и эксплуатационной разведки достаточно эффективны метод
радиоволнового просвечивания и модификации электромагнитного
профилирования. При этом карстовые полости отмечаются
отсутствием отражающих границ (рис. Х.З,б). При радарном
зондировании из горных выработок удается выделить различные
неоднородности в соляной толще (прослои ангидритов, сланцев,
302

EZ3' И? £Zl3 [Ц]4 Е535 fWU
Иу ШЗ^ ЕЕЭ«? RXI/fl ГТ^// H/z
РИС. Х.З. Примеры применения методов электроразведки при поисках и
разведке химического сырья.
а — комплексные исследования методами ВЭЗ и электропрофилирования на
месторождении калийных солей (по материалам М. К. Глинко и В. И. Гапака); б — картирование
пластов соли дипольными двух- и трехэлектродными установками (по Я. С. Сапужаку);
в — поиски закарстованных участков методом электромагнитного профилирования на
месторождении каменной соли (по материалам А. И. Гриника); / — изоомы по данным
ВЭЗ (Л£=650 м); 2 — соленосные пласты по данным электропрофилирования; 3 —
предполагаемое тектоническое нарушение; 4 — буровые скважины, «пустые» и встретившие
калийные соли; 5 — соленосная брекчия; 6 — каменная соль; 7 — калийная соль; 5
—галечник; 9 — паллаг; 10 — карстовая зона по геологическим данным; // — отражающая
граница по данным электромагнитного профилирования; 12 — горная выработка
песчаников, трещин с рассолами) и картировать кровлю
соляного купола.
Скопления серы обычно связаны с известняками, мергелями,
доломитами, контактирующими с гипсами и ангидритами. Все
эти породы имеют высокое электрическое сопротивление и
являются благоприятными объектами для применения методов
электроразведки, главным образом ВЭЗ. Над таким разрезом
обычно получают четырехслойные типа КН и реже пятислойные
типа НКН кривые ВЭЗ. По данным ВЭЗ строят структурные
карты опорных высокоомных горизонтов.
Методы электроразведки при поисках и разведке
указанного минерального сырья зачастую успешно сочетаются с грави-
разведкой, сейсморазведкой, радиометрическим каротажем
и иногда с терморазведкой (на серных месторождениях).
зоз

ГЛАВА XI. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
И ГИДРОГЕОЛОГИЯ
§ 33. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ ПОД СООРУЖЕНИЯ
На стадиях мелко-, средне- и крупномасштабных инженерно-
геологических съемок методы электроразведки (главным
образом различные модификации ВЭЗ и электропрофилирования)
являются ведущими. С их помощью решаются задачи: 1)
картирование рыхлых отложений, в частности определение их
площадного распространения, мощности, степени обводненности,
литологического состава аллювиальных, делювиальных,
озерных, моренных отложений, а также кор выветривания; 2)
изучение верхней (до 100 м) части разреза с определением мощности
и состава отдельных слоев рыхлых отложений и глубины
залегания коренных пород; 3) картирование элементов тектоники
и оценка степени трещиноватости и выветрелости пород; 4)
поиски и оконтуривание древних долин; 5) обнаружение и
картирование закарстованных зон, пустот естественного и
искусственного происхождения; 6) изучение оползней; 7) оценка физико-
механических свойств и обводненности пород в естественном
залегании; 8) оценка коррозионной активности грунтов и
интенсивности блуждающих электрических токов; 9) изучение
мерзлых пород [244, 245, 246, 247, 250]. Ниже приведены
способы решения специфических инженерно-геологических задач
при подготовке технико-экономических проектов.
Расчленение разреза по литологическому составу,
тектоно-структурным особенностям и водоносности
В этих целях применяют комплекс методов электроразведки
постоянного (ВЭЗ, КВЗ, электропрофилирование) и
переменного (радиокип в длинноволновом и сверхдлинноволновом
вариантах) токов, а также методы естественных полей (ЕП
и ПЕЭП).
Частные задачи, решаемые этими методами, — изучение
разреза по вертикали, в том числе картирование коренных пород,
исследование древних долин и изучение карста. Для работ
подобного рода характерны общность методических и
интерпретационных приемов и зачастую одновременность решения
перечисленных задач на одном и том же участке исследований.
При решении перечисленных задач следует иметь в виду, что:
1) вид кривой ВЭЗ может существенно меняться в зависимости
от состояния верхней части геоэлектрического разреза,
подверженной влиянию климатических изменений; 2) кривые ВЭЗ
в пределах древних долин имеют специфические особенности
304

Таблица XI.l
Типы кривых ВЭЗ над погребенными долинами (по О. А. Демидовичу и др.)
Вмещающие
породы
Изверженные
или осадочные
Эффузивные
Рыхлые
осадочные: глины,
песчано-глини-
стые
отложения
Породы долины
Рыхлые отложения:
моренные, среднезер-
нистые пески с про-
пластками глин и
суглинков или с
гравием и галькой
Эффузивные
образования более молодого
возраста по
сравнению с вмещающими
Пески или
галечники; морены или
песчано-глинистые
отложения
Типы кривых ВЭЗ
в долине
Pi<p2i
Pi>p2<p3
Р1<Рг<Рз;
Pl<p2>p3<
<р4, реже
pl<P2<P3<
<Р4
pi<P2i
р1<р2<рз;
Pl>p2<p3
Pl>P2, Pl<
< Р2> РЗ
Геологические
условия мало
благоприятны
для
применения
электроразведки
1 на бортах
pi<p2 (отличаются
мощностью первого
слоя); pi<p2; pi>
> р2< рз-
Отличаются от кривых
такого же типа в
районе долины
значительно меньшей глубиной
залегания
геоэлектрического горизонта
высокого
сопротивления, отвечающего
коренным скальным
породам
Pl<p2*, pl<P2<p3
р1>Рг; р1>Р2>рз
(табл. XI. 1); 3) разносы ВЭЗ рекомендуется ориентировать
вдоль предполагаемого простирания бортов древних долин;
4) при исследовании погребенных долин методы ВЭЗ и КВЗ
дополняют симметричным, комбинированным
электропрофилированием или методом ПЕЭП для детального картирования
бортов; 5) в силу резкой дифференциации образований по
физическим свойствам карстовые зоны являются благоприятными
объектами для применения различных методов электроразведки
(симметричного электропрофилирования на двух разносах,
КВЗ, ПЕЭП и радиокип); 6) характер аномалий над карстом,,
полученных одними и теми же методами, меняется в
зависимости от соотношения электрических свойств вмещающих пород
и материала — заполнителя карста.
Рис. XI. 1, а иллюстрирует применение ВЭЗ для расчленения
разреза по литологическому составу и картирования уровня
20—815
305

10
wo
угв
Я.9Я 7 V Л
0,ИВ
О о
№ ^* \Z2*
1000
А8/2,м
РИС. XI. 1. Пример применения электроразведки для литологического
расчленения разреза и изучения его водоносности (по материалам И. Н. Кадырова,
Г. Г. Викторова, О. А. Демидовича).
а — геоэлектрический разрез по данным ВЭЗ (УГВ — уровень грунтовых вод); б —
изменение формы кривой ВЭЗ за счет метеорологического фактора; в — картирование
потока подземных вод по данным съемки естественного электрического поля; / —
сопротивление пород, Ом«м; 2 — влажные галечники; 3 — водоносные галечники; 4 — опорный
горизонт, соответствующий плотным глинистым мергелям; 5 — предполагаемые границы
подземного потока
грунтовых вод. Кровля глинистых мергелей, которые являются
водоупором, не совпадает с кровлей опорного геоэлектрического
горизонта. Вид кривой ВЭЗ, полученной на одной и той же
точке, может меняться в зависимости от состояния (главным
образом степени увлажненности) верхней части геологического
разреза для разносов АВ/2 до 50 м (рис. XI.1,6): ВЭЗ 7 выполнено
в сухое время, а ВЭЗ 2 — после проливных дождей. Сопротивле-
306

ние галечников, залегающих выше водоносного горизонта,
непостоянно и зависит от степени их влажности.
Полезную информацию о водоносности исследуемого участка
в некоторых случаях дает метод ЕП (рис. XI. 1,в). Слабые,
но хорошо коррелируемые аномалии естественных потенциалов
уверенно картируют зону фильтрации подземных вод вдоль
понижений в рельефе коренных пород.
Картирование древних долин с помощью ВЭЗ в большинстве
случаев дает информацию о глубине залегания кровли коренных
пород (см. табл. XI. 1), а в результате электропрофилирования
получают сведения о плановом положении бортов долин
(рис. XI.2).
Изучение трещиноватости пород и карстовых зон имеет
большое практическое значение не только для выяснения
инженерно-геологических условий при возведении гражданских и
промышленных сооружений, но и при поисках и оценке источников
водоснабжения.
На рис. XI.3 показана физико-геологическая модель (ФГМ)
карста, составленная по данным бурения, геологической и
геофизической съемок. Для нее характерны следующие
особенности: 1) на контактах известняков с коренными глинами при
наличии соответствующих гидродинамических условий
проявляется так называемый карбонатно-суффозионный карст; 2) в разрезе
имеется переуглубление в кровле коренных пород и
соответственно увеличение на этих участках мощности песчаных
аллювиальных отложений; 3) разгрузка грунтовых вод происходит
под аллювиальные наносы. Эти геолого-гидрогеологические
особенности находят своеобразное отражение в различных
геофизических полях.
Изменения рк в методе симметричного
электропрофилирования на двух разносах (рис. XI.3, б) обусловлены различием по
электропроводности пород, слагающих карст и его окрестности
(глин, песков, известняков), непостоянством мощности рыхлых
отложений и разгрузкой грунтовых вод (рис. XI.3, д).
Дифференциация пород по электрическим свойствам находит
отражение и в геоэлектрическом разрезе, построенном по данным ВЭЗ
(рис. XI.3,г). Наличие горизонта сухих песков и отсутствие
глинистых отложений в центральной части профиля отмечается
зоной повышенных значений рк (более 1000 Ом-м).
Особенности естественного электрического поля
определяются в основном фильтрацией подземных вод в проницаемых
породах (рис. XI.3,6). При этом аномальные изменения
потенциала U будут появляться за счет гидравлического уклона в
водоносном горизонте, а также в местах нисходящих и
восходящих потоков. В целом по участку отмечается возрастание
потенциала вниз по склону (с севера на юг) при уклоне поверхности
земли 10 м/км со средней скоростью 200 мВ/км. Локальные от-
20*
307

gg S3
Я t-t-t
s .
Я «Г
« о
55 В
я £
CO >>
§4
spj ш
с^ «
Я • «
■О'■ ' н
О Я S
н о, I
5 к я
^ 2 в
2 2 «
я 2 к
2 о 3
Г^ Е2 1й
ЯС
Sen
§£
*- 2
а, к
о
VO о
U
а> §
я о
Я CD
СО ST
0 Я
о си
со ^>
•—« я
S

рицательные аномалии интенсивностью до нескольких десятков
милливольт приурочены к участкам вертикальной разгрузки
подземных вод.
В методах переменных полей (ПЕЭП — частота 18 Гц;
СДВ-радиокип—16 кГц; радиокип—180 кГц) величины общей
напряженности и отдельных компонент зависят от
электрических параметров геологического разреза. Поле на этих частотах
искажается контактами пород с различными электрическими
сопротивлениями (глина — известняк, глина — песок), а также
за счет изменения уровня грунтовых вод (водонасыщенный
песок— сухой песок). На характер изменения поля ПЕЭП в
большей степени влияет изменение глубины залегания кровли
известняков (см. рис. XI.3,6).
На р*ис. XI.3, а приведены результаты измерений компонент
электромагнитного поля при работах методом СДВ-радиокип.
В северной части профиля отмечаются отчетливые максимумы
Н2 и а, расположенные над точкой перегиба графика Нр, что
согласуется с расчетными кривыми над контактом двух сред
с различным электрическим сопротивлением. Менее четкий
контакт в южной части разреза проявляется меньшими
амплитудами аномалий HZy а, Нр.
Когда электрические параметры вмещающих пород и
материала— заполнителя карста близки по величине и методы
сопротивлений неприменимы, может быть использован метод
вызванной поляризации (рис. XI.4).
Изучение оползней
Для изучения оползней применяют методы ВЭЗ, КВЗ, ЕП,
заряда, комплексируя их с высокоточной магниторазведкой,
микросейсморазведкой, электрическим и радиоактивным
каротажем скважин. С их помощью обеспечивается: 1)
картирование массива оползня и отдельных его частей, имеющих литоло-
гические и гидродинамические особенности; 2) изучение рельефа
поверхности оползневого ложа и определение литологического
состава, степени разрушенности и увлажненности массива,
выделение внутренних зеркал скольжения; 3) исследование
гидрогеологических условий в массиве и за его пределами; 4)
определение направления и скорости движения оползня в целом
и отдельных его участков.
При проведении работ необходимы густая сеть наблюдений,
повышенная точность и тщательность исследований, что
обусловливается сложным строением оползней, резкой
геоэлектрической неоднородностью разреза по площади и глубине,
небольшой мощностью оползневых массивов (до 20—40 м),
неровностями рельефа, вносящими искажения в результаты полевых
наблюдений.
309

а
ътдус
РИС. XI.3. Физико-геологическая модель карста и отражение ее в
геофизических полях (по материалам В. М. Бондаренко, Е. Е. Лумпова, В. Н.
Невечеря) .
а — компоненты электромагнитного поля по данным СДВ-радиокип; б—данные методов
ПЕЭП и БП; в — графики симметричного электропрофилирования; г —разрез рк в Ом-м
по данным ВЭЗ; д — геологический разрез и основные электрические параметры карста;
/ —УГВ; 2 — геоэлектрические границы по данным ВЭЗ; 3 — вертикальные контакты
сред с различными электрическими сопротивлениями по данным СЭП; 4 —
экстремальные величины ЕП; 5 — экстремальные величины электромагнитного поля по данным
СДВ-радиокип; 6 — контакты по данным метода ПЕЭП; 7 — аллювиальные пески; 8 —
флювиогляциальные пески, суглинки, супеси; 9 — глины; 10 — известняки

" ' ' ' ' J-lLi ' i ' I ' i 'T1 i '.ill' ' '
F4 / F1^ 2 ШШ з ГШ h ЦПи] 5 ГТЛ в ЕТШ1 7
шзш* гаю
Наилучшие результаты электроразведка дает при изучении
оползней выдавливания, срезания и скольжения, где обычно
существует четко выраженная поверхность скольжения в
глинистых породах. Тело оползня сложено породами,
отличающимися повышенной разрыхленностью, трещиноватостью,
увлажненностью. Характерные типы кривых ВЭЗ на этих оползнях —
KhQ.
311

«к
450
100
\150
ZOO
X,IA
h(абс1м
-Ш
.:.!.!.,,.|.i.,,.!.:^i,.il,|l|,.,,.|,.:l;.^^
Ш\1 Ш^ ЕЖЬ
Ha6v"
РИС. XI.4. Пример применения метода вызванной поляризации для
картирования карста (по Ф. Шумм).
1 — аллювий; 2 — глинистый материал; 3 — известняк с карстом
Менее эффективны методы электроразведки при изучении
оползней течения, оплывин. В благоприятных условиях над ними
получают кривые ВЭЗ типа Н и А, по которым картируют ложе
оползня.
Исследование гидрогеологических особенностей оползня
ведут методами ЕП и заряда, а также используя корреляционные
связи между сопротивлением пород и коэффициентами
фильтрации. Динамика оползневого массива и отдельных его
участков изучается режимными съемками методами ВЭЗ, ЕП и МЗТ.
Рис. XI.5, Л иллюстрирует применение метода ВЭЗ для
изучения поверхностей скольжения. На устойчивой части
получаются двухслойные (p2<Pi) кривые ВЭЗ, а на оползне —
трехслойные кривые типа Н (р1>рг<рз). Верхняя геоэлектрическая
граница на оползне отождествляется с поверхностью скольже*-
ния, следующий слой слагают делювиально-элювиальные
отложения, по-видимому, не участвующие в смещениях.
Для оценки эффективности работы дренажных систем
применяют режимные наблюдения методом ЕП, а также ВЭЗ
(рис. Х1.5,£). Вытянутая аномалия ЕП вблизи водовыпуска
свидетельствует о равномерном притоке грунтовых вод. В
средней части дрены градиент потенциала практически равен нулю,
312

что указывает на отсутствие водопритока. Локальная аномалия
(—15 мВ) в левой части дренажа обусловлена утечкой воды из
дренажа в сторону оползня. Дополнительную информацию об
особенностях работы дренажной прорези дают ВЭЗ. На
геоэлектрическом разрезе максимальные значения рк (до 22—28 0м-м),
соответствующие наиболее осушенным участкам, повсеместно
наблюдаются вблизи поверхности земли и только под средней
частью дренажной канавы распространяются на значительную
глубину. На основе данных обоих методов было сделано
заключение, что стенка отрыва оползня приблизилась к дрене,
которая оказалась подвешенной над уровнем грунтовых вод и
поэтому не выполняла свои функции.
Применение режимных наблюдений методом ЕП для
определения направления и скорости движения оползня
иллюстрирует рис. XI.5, В.
Изучение физико-механических
и прочностных свойств горных пород
Удельное электрическое сопротивление слабо зависит от
прочностных свойств пород, однако в некоторых случаях между
этими параметрами удается установить корреляционные
зависимости (например, для песчано-глинистых пород):
£деФ = *1р+Л*1; <P = tf2P+Af2; С=Кф+М3,
где £деф — модуль деформации; ср — угол внутреннего трения;
С — сила сцепления; Ки Мь /Сг> Мг, Къ, Мг — эмпирические
коэффициенты.
Важную информацию о степени упрочнения цементного
камня при создании противофильтрационных завес дает
симметричное профилирование. После цементации электрическое
сопротивление пород, начиная с момента начала твердения цемента
и при его последующем упрочнении, постепенно увеличивается
(рис. Х1.6,Л).
Изучение трещиноватости пород важно для оценки
устойчивости площадок при строительстве различных сооружений. При
этом выясняют интенсивность, выдержанность по площади
и глубине, направление трещиноватости, тип заполнителя
трещин (воздух, вода, продукты разрушения пород). Характерной
особенностью, хорошо выраженной по простиранию
трещиноватости, является электрическая анизотропия нарушенного блока
пород. Поэтому для ее изучения используют КВЗ, по данным
которых строят полярные диаграммы кажущихся сопротивлений
(рис. XI.6, Б). Согласно парадоксу анизотропии, полярные
диаграммы КС вытягиваются вдоль господствующего направления
трещиноватости. Однако следует иметь в виду, что подобная же
эллиптичность полярных диаграмм появляется и над
крутопадающей анизотропной толщей.
313

47 *£" 27 23 31 33 35 37 33 Ы ВЭЗ

Ш\1 ЕЕЗ* ЕЗз EZ3* t^\s
Ь^Ще VW\7 ^Щв £Ш9 \Z5\io
ED» ED* Ш>* Е5ЕИ ЕЗ^
РИС. XI.5. Применение электроразведки для изучения оползней (по В. А.
Богословскому, А. А. Огильви и др.).
А — картирование плоскостей скольжения по данным ВЭЗ: а —кривые ВЭЗ; б —
геоэлектрический разрез вдоль тела оползня; в — графики изменения удельного
электрического сопротивления; Б — оценка эффективности работы дренажной прорези оползня-
потока: а —карта изолиний ЕП, мВ; б —разрез рк, Ом-м; В — оценка направления и
скорости смещения оползня по данным ЕП. Электрические границы: / —
отождествляемая с основной поверхностью скольжения, 2— наблюдаемая в летнее время и
отождествляемая с кровлей аргиллитов, 3 — геологическая природа которой не установлена, 4 —
сейсмическая граница; графики рк: 5 —в феврале 1972 г., 5 —в августе 1971 г.; 7 —
направление движения грунтовых вод; 5 — дренажная прорезь водоотвода; 9 — граница
оползневого тела (стенка отрыва); аномалии ЕП, мВ: 10—1972 г., 11 —1973 г., 12 —
1974 г.; 73 — вектор смещения аномалий ЕП; 74 —стенка отрыва; /5 —граница оврага

7
РИС. Х1.6. Применение электроразведки
для изучения физико-механических свойств
горных пород.
А — изучение степени цементации противофиль-
трационной завесы (по В. А. Богословскому»
Э. Н. Кузьминой, А. А. Огильви): / — рк во врет
мя цементации, 2—4 — соответственно через один»
о Ti /7 пк два и три месяДа после цементации; Б — карти-
у ,//„„;„*"* Рование трещиноватой зоны по полярным диа-
'////Л граммам КВЗ (по О. А. Демидовичу, 3. Г. Ящен-
ко): а —полярная диаграмма рк и кривая ВЭЗ в
трещиноватой зоне, б — то же, для крепких
пород; В — реконструктивная томография
коэффициента поглощения электромагнитной энергии
(по А. Л. Рамиресу): а — геотомографическое
изображение с диаграммами нейтронного каротажа,
о — разностное томографическое изображение,
прямыми линиями показаны проекции отдельных
трещин
/>к.1
WOO
700
500
300
200
WO
у
У
'
/
Л IBS'
/ 2 3 5 10 203050100200 w 1 2 3 5 10 2030 50 ЮОАВ/2
70
75
во
SO
35\-
ННК Скв.З СнВЛ
ннк
шл
30
35
<t0
Ь5\-
V I Ц 1,2 1,51,103нт/с 5°Г

Изучение степени трещиноватости пород между скважинами
проводят методом радиоволнового просвечивания, используя
принципы реконструктивной томографии (А. Л. Рамирес,
1986 г.). Просвечивался трещиноватый гранит между
скважинами, пробуренными на расстоянии 5 м. Реконструкция
томографического изображения была получена в виде распределения
коэффициента поглощения радиоволн по результатам 1638
измерений уровня электромагнитного поля на частоте 40 МГц
(рис. XI.6,В,а). Весь диапазон расчетных значений
коэффициента поглощения был поделен на 256 градаций яркости
(цвета). Зоны трещиноватости удается наблюдать на изображениях
благодаря тому, что они заполнены подземными водами и
имеют более высокие коэффициенты поглощения. В обеих
скважинах был выполнен нейтронный каротаж. Минимумы скорости
счета характеризуют участки повышенного водородосодержания
(влажности).
Между этими же скважинами изучались пути миграции
жидкости. Так как на томографической картине распределения
коэффициента поглощения электромагнитной энергии практически
невозможно провести различие между проницаемыми и
непроницаемыми трещинами, в породу был введен
электромагнитный трассер в виде соленой воды, коэффициент поглощения
которой существенно выше, чем пресной, ранее заполнявшей
трещины в граните. Измерения выполнялись также на частоте
40 МГц, в результате было получено разностное
томографическое изображение путем вычитания базисного изображения (до
введения соленой воды) из последующего изображения (после
шести суток закачки трассера) (рис. XI.6, В,б). Темные области
соответствуют наибольшим изменениям коэффициентов
поглощения, светлые — зонам, где изменения невелики или
практически отсутствуют. Эти данные сопоставляются с проекциями
отдельных трещин, полученных по результатам акустического
каротажа (сейсмовизора). Трассер вводился в скв. 2, и все
аномалии соединяются с этой скважиной. Углы наклона этих
аномалий близки к углам падения ближайших трещин.
На этом же участке было получено томографическое
изображение коэффициента поглощения электромагнитной энергии
между скважинами, пробуренными на расстоянии 30 м. При
этом радиопросвечивание проводилось на частоте 2 МГц, и в
обработке использовалось около 3000 данных.
Инженерно-геологические исследования
в процессе эксплуатации гидротехнических сооружений
Основная задача, которая решается с помощью методов ЕП
и ВЭЗ, — оценка устойчивости, степени суффозии и размыва
плотин и берегов в результате утечки вод из водохранилища.
317

РИС. Х1.7. Применение электроразведки для изучения состояния
гидротехнических сооружений (по В. А. Богословскому, А. А. Огильви).
А — изучение процессов инфильтрации методом ЕП в нижнем клине плотины: а —
распределение естественных потенциалов (в мВ) при фронтальной инфильтрации, б — то
же, при фронтальной и фланговой инфильтрации, в — то же, при фронтальной и
фланговой инфильтрации и неоднородности грунтовой отсыпки; Б — локализация зон
инфильтрации на дне водохранилища: а — план участков инфильтрации воды из
водохранилища, б — графики естественных потенциалов U, температуры Т и скорости придонных
потоков v вкрест одной из зон инфильтрации; / — зоны инфильтрации; 2 — участки
интенсивной инфильтрации; 3 — направление движения инфильтрационных вод
Исследования методом ЕП могут дать информацию не
только о направлении подземных потоков, появляющихся в
результате инфильтрации вод из водохранилища, но и о степени
однородности материала, например, в нижнем клине плотины. Так,
в случае равномерной инфильтрации по всему телу плотины
изолинии ЕП будут параллельны продольной оси плотины, а
величина потенциала будет увеличиваться по
направлению к дренажной прорези (рис. Х1.7,Л,а). Иная картина
318

распределения поля ЕП будет наблюдаться при появлении
фронтальной и фланговых утечек (рис. XI.7,Л,б). Наконец,
неоднородности в нижнем клине плотины будут отмечаться
локальными аномалиями ЕП: линзы мелкодисперсного глинистого
материала будут давать положительные аномалии, а участки,
сложенные крупнообломочными материалами, — отрицательные
(рис. Х1.7,Л,в). Информацию об однородности грунтовой
отсыпки и работе цементной завесы дают в некоторых случаях
ВЭЗ, поставленные на одних и тех же точках при разных
уровнях воды в водохранилище.
Подводные измерения методом ЕП в комплексе с
наблюдениями температур и придонных скоростей водных потоков дают
важную информацию о локализации участков инфильтрации вод
вдоль берегов водохранилищ (рис. XI.7,5,а). Места утечек вод
характеризуются отрицательными аномалиями естественных
потенциалов £/, повышенными температурами Т и скоростями
придонных потоков v (рис. XI.7,5,б).
Прогноз землетрясений
Изменение электропроводности пород зависит в основном от
содержания флюида в породах. Систематические измерения
электросопротивления с изменяющимися разносами питающей
линии до нескольких километров позволили выявить изменение
этого параметра горных пород в моменты времени,
предшествующие местным землетрясениям (О. М. Барсуков, 1970 г.).
Теллурические токи с вариациями магнитного поля Земли,
электрическим полем атмосферы, электрохимическими и
термоэлектрическими процессами в горных породах канализируются
в зонах повышенной электропроводности, например вдоль водо-
насыщенных разломов. В момент подготовки землетрясения
поле напряжений в горных породах меняется, повышается сей-
смоэлектрический эффект. По этим данным можно предсказать
местоположение эпицентра и силу землетрясения (П. Варотсон,
К. Алексапулос, Греция, 1984 г.). Сейсмоэлектрический сигнал
появляется за 6—115 ч до землетрясения. При этом
электрический потенциал в земной коре изменяется обратно
пропорционально расстоянию между регистрирующей станцией и
эпицентром землетрясения. Амплитуда сейсмоэлектрического сигнала
связана с магнитудой землетрясения логарифмической
зависимостью. За восемь месяцев 1983 г. в западной части Греции
Национальной сейсмической обсерваторией в Афинах было
зарегистрировано 23 землетрясения магнитудой более 5 баллов,
из них 20 были предсказаны заранее по данным измерений поля
теллурических токов.
319

§ 34. ИЗУЧЕНИЕ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ И ЛЕДНИКОВ
Многолетнемерзлые породы и горные ледники, занимая
более половины территории страны, отличаются постоянными
отрицательными или нулевыми температурами горных пород,
наличием льда как в виде наледей, горных ледников, покровов,
так и в виде погребенных залежей пластовых и жильных льдов
[253, 255, 257].
Геофизические исследования проводятся либо для изучения
сложного объекта и явления природной геологической среды,
каким являются многолетнемерзлые породы, либо для
исключения искажающего влияния мерзлотных факторов при поисках
и разведке полезных ископаемых, в том числе подземных вод.
Характеристика мерзлотно-геоэлектрических разрезов
Электромагнитные свойства многолетнемерзлых горных
пород и льдов являются сложной функцией температуры, лито-
логического состава, структуры, текстуры, влажности,
минерализации подземных вод и других факторов и характеризуются
следующими особенностями:
— удельное электрическое сопротивление разных пород при
замерзании сначала возрастает скачком в 2—10000 раз, а затем
по мере роста отрицательных температур — плавно;
— удельное электрическое сопротивление (р) льдов из пресных
вод очень высокое (0,1—100 МОм-м), а из минерализованных
вод ниже (0,1—10 кОм-м);
— электрохимическая активность (а) мерзлых и талых пород
может быть значительно различной за счет наличия и
движения надмерзлотных и межмерзлотных вод;
— вызванная поляризация (ц) мерзлых пород в целом выше,
чем талых, достигает 2—3% У мелкодисперсных пород, 10% —
у льда и 15% —У грубодисперсных пород;
— относительная диэлектрическая проницаемость (е0тн) льда
примерно равна 3, у мерзлых, как и у сухих талых скальных
пород, она не превышает 6—7, а у сильно обводненных талых
пород достигает 40;
— магнитная проницаемость у талых и мерзлых пород
одинакова, а магнитная восприимчивость подземных льдов в десятки
и сотни раз меньше, чем у вмещающих их пород.
Мерзлотно-геоэлектрические разрезы отличаются
следующим:
— непостоянством электрических свойств в плане и по глубине
в связи с изменением не только литологии, но и в основном
температуры, льдистости, криогенного строения;
— резким (на несколько порядков) увеличением удельных
электрических сопротивлений горных пород в слое годовых ко-
320

I I I г
^ />к,Ом-"
0,51 2 5 102050 АВ/2,М
РИС. XI.8. Зависимость электрического сопротивления пород от их
температуры (по А. А. Огильви, В. С. Якупову):
а —для водонасыщенных песков (1) и глин (2); б —для рыхлых однородных
четвертичных отложений; в — изменение кривых ВЭЗ на одной и той же точке зондирования в
разное время года
лебаний температур мощностью 0,3—3 м в течение длинного
зимнего периода по сравнению с коротким летним, когда
исчезает минимум отрицательных температур в поверхностном слое
(рис. XI.8);
— увеличением удельных электрических сопротивлений в зоне
годовых теплообменов мощностью 10—30 м, которое может
быть либо резким, скачкообразным, особенно в верхней части
этой зоны при температурах —Ы—5°С, либо плавным,
градиентным чаще всего в нижней ее части при изменении
температуры в пределах— 1-=—10°С;
— наличием в средней части многолетнемерзлых отложений
горизонта мощностью 0,1—0,3 от общей мощности многолетней
мерзлоты очень высоких (10—10 000 кОм-м) и достаточно
постоянных удельных электрических сопротивлений;
— градиентным убыванием удельных электрических
сопротивлений рыхлых отложений от горизонта очень высоких
сопротивлений до сравнительно низкоомных талых пород;
— существованием резких или градиентных электрических
границ, обусловленных только температурным режимом и не
связанных с литологией пород;
— присутствием в мерзлых рыхлых отложениях отдельных
горизонтов разного сопротивления за счет изменения литологии,
гранулометрического состава, появления межпластовых льдов,
изменения минерализации подземных вод;
— наличием под многолетнемерзлыми породами
низкоомных опорных электрических горизонтов, сложенных как
скальными, так и относительно рыхлыми отложениями, имеющими
положительные температуры.
Как видно из сказанного, геоэлектрические разрезы в усло-
21-815
321

виях многолетнемерзлых пород отличаются большой сложно-
стью, поэтому мерзлотные исследования относятся к мало
благоприятным как для методов электроразведки, так и других
геофизических методов. Только при тесном сочетании ряда
геофизических, геологических и мерзлотных исследований можно
ожидать положительные результаты.
Задачи электроразведки при изучении районов
с многолетнемерзлыми породами
В комплексе с терморазведкой, сейсморазведкой, гравираз-
ведкой электроразведке принадлежит ведущая роль при
решении следующих задач мерзлотных исследований:
1) картирование в плане мерзлых и талых отложений
(выявление литологических контактов, тектонических нарушений,
зон трещиноватости; выделение участков сквозных и
несквозных таликов, подземных льдов; поиски и разведка обводненных
зон);
2) расчленение мерзлых и талых зон по глубине
(определение кровли и подошвы многолетнемерзлых пород, изучение
распространения на глубине мерзлых и талых пород, сквозных
и несквозных таликов; выявление строения мерзлоты, типов
сезонного оттаивания, промерзания и динамики мерзлотных
процессов; поиски и разведка межмерзлотных и подмерзлотных
подземных вод).
Электроразведка при мерзлотной съемке
и картировании в плане мерзлых и талых пород
Для выявления в плане литологических контактов и
тектонических нарушений границ распространения мерзлых и талых
пород, в том числе разделения мерзлых пород по
геокриологическим условиям (льдистости, мощности сезонного протаивания,
наличию таликов и т. п.), применяют различные методы
профилирования на постоянном и переменном токе, в меньшей
степени используют зондирование и магниторазведку.
Из методов профилирования на постоянном токе (ЭП) чаще
применяются симметричное профилирование с двумя-тремя
разносами питающих линий, трехэлектродное и дипольное
профилирование двусторонними установками и некоторые другие (см.
табл. VI. 1 книги первой). Существенное достоинство ЭП, и
в особенности симметричного профилирования, — возможность
оптимального подбора разносов по кривым ВЭЗ и прямая
сопоставимость данных электропрофилирования и ВЭЗ, что важно
для однозначной интерпретации кривых рк.
Из методов профилирования на переменном токе в практике
мерзлотных исследований применяют дипольное
электромагнитное профилирование (ДЭМП), высокочастотное электриче-
322

ское профилирование (ВЧЭП), и аналог его — непрерывное
электропрофилирование (НЭП), бесконтактное измерение
электрического поля (БИЭП), длинноволновое и
сверхдлинноволновое радиокомпарационное профилирование (ДВ-РВ) и
(СДВ-РК), инфракрасные съемки (ИКС) и др.
Эти виды профилирования позволяют проводить
бесконтактные измерения, что крайне важно при работах в зимнее время,
при измерениях с поверхности льда, снега, курумов и др. Они
менее трудоемки и в 2—5 раз производительнее методов ЭП,
хотя глубинность меньше, особенно на высоких частотах
(порядка 10—20 м).
Кроме перечисленных методов электропрофилирования
используют и ряд других методов более узкого назначения.
Профилирование по методу ВП применяют для детального
картирования границ мерзлых пород разного литологического
состава и выявления подземных льдов. Метод естественного поля
(ЕП) используют для получения дополнительной информации
о зонах питания, транзита и разгрузки подземных вод области
мерзлых пород. Резистивиметрическое профилирование
применяется для выявления участков разгрузки подземных вод в
руслах рек и водоемов.
Система и сеть наблюдений при профилировании зависят от
масштаба, целевой направленности, решаемых задач, стадии
проведения мерзлотно-инженерно-геологических исследований,
особенностей геолого-мерзлотной обстановки и др. При
мерзлотных исследованиях мелкого и среднего масштабов
геофизические исследования проводят на отдельных ключевых участках,
выявленных в ходе ландшафтного районирования с
использованием аэрокосмических, в том числе инфракрасных, съемок.
Работы выполняют в основном по отдельным опорным
профилям значительной протяженности, пересекающим крупные
ландшафты территории (долины, речные террасы, склоны,
водоразделы). При крупномасштабных и детальных сплошных
площадных мерзлотно-инженерно-геологических исследованиях
профилирование проводят по квадратной сети профилей. Наиболее
оптимальна разбивка сети профилей с учетом данных
предварительного ландшафтного районирования (микрорайонирования)
территории. Геофизические профили при этом размещают
примерно вкрест простирания элементов рельефа и границ
участков с определенным комплексом природных условий, чтобы
охарактеризовать все основные микрорайоны.
Расстояния между профилями могут варьировать в широких
пределах в зависимости от степени пестроты и сложности
геолого-мерзлотных условий. При изысканиях под линейные
сооружения профилирование обычно проводят по оси выбираемых
вариантов трасс и по серии поперечных обычно непротяженных
профилей в узкой полосе исследований.
21*
323

Шаг наблюдений по профилям может меняться,
увеличиваясь в пределах однородных поверхностей до десятков метров
и уменьшаясь в приконтактных зонах и при выявлении
локальных объектов (жильных льдов, каменных полос и др.) до 1—
2 м. В целом при крупномасштабных и детальных
исследованиях выполняют непрерывные профилирования с шагом
наблюдений, равным или меньшим длины приемной линии.
Интерпретация графиков профилирования качественная
и заключается, прежде всего, в выявлении границ участков
мерзлых пород (по максимумам рк, рЭф и пропорциональных им
параметров) и талых пород (по минимумам этих параметров).
Диапазоны значений рк (или рЭф) на участках развития
мерзлых и талых пород могут перекрываться. Наряду с
максимумами значений рк (или рЭф) мерзлым породам могут отвечать и
минимумы (на участках глубокого протаивания, над несквозными
таликами, над участками развития высокотемпературных
слабольдистых дисперсных пород и др.). С другой стороны,
относительные максимумы рк могут соответствовать и талым породам
(в уступах террас, на отвалах, на участках развития сухих
крупнообломочных отложений, на участках с неглубоким
залеганием скальных пород и Др.). Это крайне затрудняет
однозначную интерпретацию данных профилирования.
При интерпретации кривых рк необходимо сопоставление
выделенных зон с результатами ландшафтного районирования,
бурения, данными ВЭЗ и зондирований других видов. В
большинстве случаев это позволяет для каждого участка с
определенным комплексом природных условий установить свои признаки
(критерии) мерзлого и талого состояния пород. Целесообразно
устанавливать корреляционные связи между электрическими
и мерзлотными параметрами, например льдистостью. Для этого
используют параметрические измерения в скважинах, шурфах,
обнажениях и горных выработках. Обычный электрический
каротаж с промывочной жидкостью не дает представлений об
истинных свойствах пород. Поэтому при мерзлотных
исследованиях для интерпретации полевых данных используют лишь
каротаж «сухих» скважин. Резкие изменения сопротивлений и
мощностей сезонно-талых пород в связи с неоднородностью
строения, состава, льдистости и т. д. являются причиной сильной
изрезанности графиков профилирования, что существенно
усложняет интерпретацию. Симметричное профилирование,
несмотря на меньшую разрешающую способность, обладает
определенным преимуществом из-за относительно малого влияния
экранных аномалий.
При обработке кривых профилирования применяют
различные способы усреднения и сглаживания.
324

Расчленение мерзлых и талых горных пород по глубине, изучение
условий залегания, строения и мощности мерзлых пород
Для определения глубины залегания кровли и подошвы мно-
голетнемерзлых пород, изучения строения надмерзлотной,
мерзлотной и подмерзлотной частей разреза, выявления
грунтовых, межмерзлотных и подмерзлотных вод кроме
геофизических исследований по скважинам используют различные
электромагнитные зондирования; вертикальные с измерением
кажущихся сопротивлений (ВЭЗ) и вызванной поляризации
(ВЭЗ-ВП), частотные (43), становлением поля в ближней
зоне (ЗСБ) и радиолокационные (РЛЗ). Для этих же целей
применяют сейсморазведку методом преломленных волн
(МПВ), реже отраженных волн (MOB).
Одним из ведущих методов мерзлотной геофизики остается
метод ВЭЗ, применяемый для расчленения разреза,
определения кровли и подошвы мерзлых пород и таликов
межмерзлотных и подмерзлотных вод. Горизонтальная неоднородность
разреза является одной из основных причин серьезных ошибок при
расчленении геоэлектрического разреза по вертикали. Это
приводит к ошибочному выделению мерзлых пород в таликах,
межмерзлотных таликов в толще мерзлых пород и др. Фактор
горизонтальной неоднородности необходимо учитывать уже на
стадии постановки ВЭЗ.
Выбор вида зондирования (одиночное, крестовое, круговое,
кустовое), типы установок, местонахождения центров ВЭЗ
и направления разносов должны максимально способствовать
исключению боковых влияний или облегчению их учета в
дальнейшем при интерпретации.
Сеть должна разбиваться с обязательным учетом
микрорайонирования и результатов предшествующих геофизических
исследований. Пункты постановки ВЭЗ размещают в первую
очередь в центральных частях микрорайонов или зон
постоянных сопротивлений на картах электропрофилирования.
Расстояния между точками ВЭЗ могут варьировать в
широких пределах в зависимости не только от масштаба
исследований, но и от степени сложности и пестроты геолого-мерзлотных
условий. При постановке других видов зондирований (43, ЗСБ)
горизонтальная неоднородность разрезов также требует
специального учета.
Главные факторы, затрудняющие интерпретацию кривых
ВЭЗ:
— сильная изменчивость параметров р, и hi слоев
геоэлектрического разреза, а также типов кривых ВЭЗ по площади,
препятствующая использованию известного приема переноса
параметрических данных для интерпретации рядовых
зондирований;
325

— высокая контрастность сопротивлений, вследствие
которой увеличиваются пределы действия эквивалентности и
погрешности определений р/, А,-;
— градиентный характер изменения удельного
сопротивления слоев с глубиной и нередко слабая дифференциация пород
по р у подошвы мерзлой толщи, приводящие к появлению по
данным обычной интерпретации фиктивных слоев и неверному
определению подошвы многолетнемерзлых пород;
— экранирующее влияние сезонно-талого слоя и верхнего
наиболее льдистого горизонта мерзлой толщи, приводящее к
появлению затянутых максимумов рк (элементов кривых типа К),
затрудняющее выделение нижележащих горизонтов;
— искажения кривых ВЭЗ, обусловленные горизонтальной
неоднородностью разреза, и прежде всего прерывистостью
распространения мерзлых и талых пород в плане;
— изменчивость кривых ВЭЗ во времени (рис. XI.8,в).
Типы кривых ВЭЗ для мерзлых пород подобны двухслой-,
ным (pi>p2), трехслойным типа К и А, четырехслойным типа
АК и KQ и некоторым другим (рис. XI.8, в). В общем случае в
разрезе многолетнемерзлых пород выделяются несколько
геоэлектрических горизонтов. Первый из них связывается с
активным слоем, мощность которого варьирует от первых десятков
сантиметров до нескольких метров, а сопротивление меняется от
десятков и сотен ом-метров летом до 100—1000 кОм-м зимой.
Второй слой на кривых ВЭЗ, полученных в летний период,
проявляется восходящей ветвью кривой типа А и часто является
градиентным. При наблюдениях в зимний период первый и второй
слои обычно образуют единый высокоомный горизонт. В качестве
третьего геоэлектрического горизонта выделяют слой
многолетнемерзлых пород мощностью от нескольких метров до
нескольких сотен метров, который круглогодично характеризуется
очень высокими сопротивлениями, создающий ветвь кривой
ВЭЗ типа К. Слой мерзлых, а иногда и подстилающих талых
пород нередко образует градиентный горизонт, который вместе
с низкоомным подстилающим слоем талых пород создает ветвь
кривых типа Q.
Количественную интерпретацию начинают с
параметрических ВЭЗ и ВЭЗ, выполненных в пределах
горизонтально-однородных участков. При отсутствии градиентности разреза,
например, в песках, гравийно-галечниковых отложениях,
интерпретацию проводят обычными способами с помощью палеток
или ЭВМ (см. § 17, 18 книги первой).
Когда анализ опорных данных указывает на наличие
градиентности, целесообразно строить разрезы
трансформированных сопротивлений и применять специальные приемы
интерпретации.
В условиях двухмерно-неоднородных разрезов для интерпре-
326

тации кривых ВЭЗ можно использовать специальные палетки.
Результаты интерпретации кривых ВЭЗ представляются
в виде геоэлектрических разрезов с выделенными границами
мерзлых и талых пород, слоев различного сопротивления,
различной льдистости и др. Основные недостатки метода ВЭЗ —
низкая точность определения положения границ слоев разреза,
особенно высокоомных многолетнемерзлых пород, являющихся
экранами. Кривые зимних ВЭЗ из-за отсутствия экранирующего
влияния сезонно-талых пород, как правило, более
дифференцированы и более информативны (см. рис. XI.8,в). Однако
сезонный характер электроразведочных работ и трудность
осуществления измерений в зимних условиях не позволяют широко
использовать эти преимущества.
Более детальное расчленение рыхлых отложений и сведения
о льдистости, криогенных текстурах, межмерзлотных и под-
мерзлотных водах получают по данным ВЭЗ и ВЭЗ-ВП в связи
с измерением не только сопротивлений, но и поляризуемостей
разреза.
Методы частотного электромагнитного зондирования (43)
и зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ)
обладают определенными преимуществами по сравнению с ВЭЗ
на постоянном токе: индуктивные способы возбуждения и
измерения поля; 2) изучение разреза только на одно-двух разносах;
3) возможность исследования разреза под изолятором, которым
практически являются мерзлые породы.
Перспективным методом электромагнитных зондирований
для детального изучения мерзлых толщ является метод
импульсного радиолокационного зондирования (РЛЗ) (см. § 4).
Этот метод можно использовать в вариантах вертикального
и наклонного зондирований. Последний применяется при
отсутствии данных о диэлектрических свойствах пород для
определения скорости распространения электромагнитных волн в
изучаемых толщах. Метод РЛЗ обладает высоким разрешением
и фактически позволяет проводить интроскопию разрезов
мерзлых пород с выделением мелких деталей строения по профилю
и по глубине. Глубинность исследований в благоприятных
условиях на слабо поглощающих породах (лед, мерзлые пески
и др.) достигает 30—150 м, хотя при изучении сильно
поглощающих сред (мерзлых глин, талых пород) глубинность
уменьшается до нескольких метров. Точность определения границ
высокая (5—20%).
Изучение ледников
При гляциологических исследованиях методы
электроразведки наряду с сейсморазведкой используют для измерения
мощности льда и определения морфологии подошвы покровных
и горных ледников, их внутреннего строения.
327

Методы ВЭЗ и 43 применяют в основном при исследовании
относительно маломощных горных ледников, при этом наиболее
трудоемким и малоинформативным является метод ВЭЗ, не
получивший широкого применения.
Ведущий и самый точный метод исследования ледников —
радиолокационный метод (РЛЗ) (см. § 5). С его помощью
определяют мощность ледника, глубину залегания различных
отражающих границ в ней, среднюю температуру ледников,
скорость их движения, иногда выявляют скрытые трещины и зоны
инфильтрации в них морских вод.
К настоящему времени методом РЛЗ отсняты значительные
территории покровных ледников в Антарктиде, Гренландии,
ледниковые купола Арктики, горные ледники с максимальной
определенной мощностью более 4 км.
Мерзлотные факторы, искажающие данные электроразведки
Поиски и разведка различных полезных ископаемых, в том
числе подземных вод, с привлечением методов электроразведки
в условиях распространения многолетнемерзлых пород
значительно сложнее, чем в районах, где нет мерзлоты. Главные
затруднения связаны с резким изменением электромагнитных
свойств поверхностных отложений в пространстве и во времени
(зимние и летние свойства), сложностью выполнения
заземлений при работе гальваническими методами электроразведки,
экранирующим влиянием слоя многолетней мерзлоты на
изучение подмерзлотного геоэлектрического разреза, невозможностью
использования электрического каротажа «несухих» скважин
и др. Особые трудности возникают при интерпретации
электромагнитных зондирований, так как в условиях сильно
контрастных по сопротивлению горизонтов расширяются пределы
действия принципа эквивалентности, что препятствует раздельному
определению таких параметров, как мощность и сопротивление
слоев. В подобных условиях более достоверны так называемые
параметры эквивалентности, разные в разных методах
зондирований, например в ВЭЗ и ЗСБ, ДЗ и МТЗ. Это требует
применения нескольких методов электроразведки, дающих разную
информацию, хотя, в сущности, большинство из них базируется
на изменении одних и тех же параметров геоэлектрического
разреза: мощностей и удельных электрических сопротивлений
пород.
При электроразведке полезных ископаемых в районах
распространения многолетнемерзлых пород следует учитывать
рассмотренные выше особенности мерзлотно-геоэлектрических
разрезов и методы их изучения.
328

§ 35. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Геолого-гидрогеологические
и электрогеофильтрационные свойства массивов горных пород
Методы электроразведки являются ведущими в комплексе
геофизических методов поисков и разведки подземных вод [248,
249, 251, 252, 255]. Это объясняется наличием корреляционных
зависимостей между водно-физическими и электрическими
свойствами массивов горных пород (см. § 1). Так, для рыхлых
осадочных пород существует, с одной стороны, четкая связь
между различными геолого-гидрогеологическими параметрами;
— литологией, т. е. дробным делением рыхлых пород на
тяжелые, средние и легкие глины, суглинки и супеси, мелко-,
средне- и крупнозернистые пески, галечники и валуны или по
условным номерам градаций (Л) от 1 до 14, связанным с
логарифмами среднего диаметра твердых частиц (dcp);
— глинистостью (Г), или процентным составом твердых
частиц диаметром меньше 0,01 мм, и числом пластичности (П),
которым определяется способность глинистых пород
деформироваться при обводнении;
— коэффициентом общей пористости (£п), равным
отношению объема пор к общему объему пород, и активной
пористостью, называемой также водоотдачей, (&в), т. е. отношением
свободной воды к общему объему пород;
— коэффициентом фильтрации (&ф), которым определяется
скорость фильтрации подземных вод и др.
С другой стороны, этими параметрами наряду с общей
минерализацией подземных вод (М) определяется основное
электрическое свойство горных пород — удельное электрическое
сопротивление (см. табл. XI.2).
Зависимости электрохимической активности, поляризуемости
и диэлектрической проницаемости от водно-физических свойств
горных пород более сложны. С ростом обводненности эти
параметры увеличиваются, а с ростом глинистости и минерализации
подземных вод — уменьшаются.
При гидрогеологических исследованиях массивов слоистых
сред большую роль играют следующие послойные и
обобщенные геофильтрационные параметры (табл. XI.3):
— поперечные гидравлические сопротивления водоупорных
пород RBi и RB\
— продольные коэффициенты водопроводимости водоносных
пород Ты и 7Y,
— средние поперечные кфПу продольные k$i и геометрические
&Ф = У&Фл&Ф* коэффициенты фильтрации толщи; %ъ — коэффици-
енты геофильтрационной макроанизотропии Яф = ]/&ф//&фл и
перетекания Вп. В формалах (см. табл. XI.3) hi и Н — мощности
329

X
Валуны

Галечники
Пески
Супеси
Суглинки
Глины
со
к/
0
го
К
и
н
ч
и
н
ч
о
н
Параметр
rt<
СО
СМ
~
о
сг>
00
t^
CD
ю
^
со
см
-
^
20-80
3-20
1-2
0,5-1
см о
о 1
0,1-
—0,2
0,05—
—0,1
0,02—
-0,05
0,01 —
—0,02
0,0005—
—0,01
0,002—
—0,005
со
о
1
О
ift
1
о
и
•а.
о
о
о
ю
о
10 12
12—15
15-20
LC
О
см
О
СО
О
О
CD
О
О
О
о
о
~
rf
t^
1
о
13—10
17—13
t^
о
см
ю
см
а
о
СО
о
со
о
■ф
о
о
со
о
о
ю
Ю
см
ю
'ф
ю
о
см
о
"ф
о
CD
о
о
СО
о
см
о
ю
ш
100
о
-
0,1
о'о
0,001
о
8
О
о
о
о
о
о
с&
330

Таблица Х1.3
Электрогеофильтрационные параметры горизонтально-слоистых сред,
между которыми можно устанавливать корреляционные связи
Геофильтрационные
параметры
Послойные
коэффициенты!
фильтрации
k<bi [м/сут]
водопроводимости
Tui=k<bihi [м2/сут]
гидравлического
сопротивления
RBi = hilk<bi [сут]
Обобщенные
коэффициенты:
водопроводимости
N
/=1
гидравлического
сопротивления
N
перетекания
Bn = iTJi*
средней продольной
фильтрации
кф1 = Тв/Н
средней поперечной
фильтрации
k$n = HIRb
средней фильтрации
&ф ср = У^ф^фп = УЗПв//?в
геофильтрационной и
макроанизотропии
Хв—Sn/H
Геоэлектрические параметры сред
песчано-глинистых
9i
S^htlpi^hiVTi
N
г= S рЛ
i=i
s= 2 л*/р'
= 1
yfs
т/н
H/S
Pcp=Y7VS
валунно-галечниковых
и скальных
i i/p«
Si=hil9i=ht*ITt
\Ti=pihi=hiiISi
N
S= 2 Ai/P/
1=1
TV
r= 2 Лф/
=1
УГ5
SIH
HIT
i/pcp-TsT?
yrs/я
TV
отдельного пласта и пачки (#=2/гг, где Л/" — число слоев
t=i
в пачке).
Подобные горизонтально-слоистые среды изучаются
электромагнитными зондированиями и прежде всего методом ВЭЗ.
Теоретически кажущееся сопротивление рк, измеряемое в методе
ВЭЗ, как и в большинстве других методов зондирований,
определяется сопротивлениями р,- и мощностями hi слоев, которые
слагают изучаемую среду. Однако теория и практика
интерпретации ВЭЗ показывают, что рк можно считать зависящим от
331

следующих постоянных и обобщенных параметров, которые
определяются точнее, чем р/ и hiy поскольку являются при
определенных соотношениях сопротивлений параметрами
эквивалентности (см. § 17):
— продольных проводимостей S,- и S;
— поперечных сопротивлений Г,- и Т\
— средних продольных р/ = Я/5, поперечных рп = Т/Н и
геометрических рср = урлр/ = у7,/5 удельных сопротивлений толщи;
— коэффициентов электрической макроанизотропии Х =
=Урп1р1=уЩн.
Поиски и разведка подземных вод
Геофизические методы применяются при поисках и разведке
грунтовых, артезианских, трещинно-карстовых, минеральных
вод; изучении динамики подземных вод; исследованиях условий
обводнения месторождений полезных ископаемых.
В зависимости от требований к эксплуатационным запасам
месторождения подземных вод делят на два класса: крупные
для централизованного водоснабжения и мелкие для
децентрализованного.
Грунтовые воды. Этот тип месторождений подземных вод
встречается в виде подземных потоков, «верховодки», линз,
и в другом виде. Все разновидности имеют ряд общих свойств:
небольшую глубину залегания (от единиц до первых десятков
метров), свободную поверхность (напор отсутствует), плавное
изменение уровня, а иногда и минерализацию, и главное — зоны
аэрации и насыщения. В целом геоэлектрический разрез на
участках распространения грунтовых вод близок к
горизонтально-слоистому. Для его изучения применяют ВЭЗ, ВЭЗ-ВП,
различные модификации электропрофилирования, ЕП и другие
методы электроразведки в комплексе с методами каротажа и
сейсморазведки. С их помощью: 1) картируют в плане водоносные
отложения (пески, гравий, галечник) среди глинистых
отложений, определяют их глубину залегания и мощность; 2) изучают
рельеф коренного ложа современных рек и древних
погребенных долин; 3) оконтуривают площади с пресной и
минерализованными грунтовыми водами; 4) дифференцируют по литологи-
ческому составу и фильтрационным свойствам отложения
основного водоносного горизонта, а также перекрывающие и
водоупорные породы; 5) изучают динамику грунтовых вод (скорость
и направление подземного потока, зоны разгрузки и др.).
При решении перечисленных задач ведущим методом
является ВЭЗ. В зависимости от литологического состава
подстилающих, перекрывающих и вмещающих пород водоносные слои
на кривых ВЭЗ выделяются минимумами (кривые типа Н),
332

максимумами (кривые типа К), средними значениями (кривые
типов Q и А) кажущихся сопротивлений. В общем случае
удельное электрическое сопротивление водоносных песчано-гли-
нистых отложений может изменяться от 10 до 1000 Ом-м.
Водоупорные образования характеризуются низким удельным
электрическим сопротивлением (1—20 Ом-м), если они
представлены глинистыми сланцами, глинами, суглинками, и высоким
сопротивлением (500—5000 Ом-м), если среди них имеются
мраморы, известняки, изверженные и метаморфические породы.
В неблагоприятных геоэлектрических условиях (малые
мощности слоев по сравнению с глубиной залегания, изменчивость
водно-физических свойств по простиранию) при интерпретации
ВЭЗ целесообразно определять параметры эквивалентности по
параметрическим ВЭЗ и корреляционно увязывать их с геолого-
гидрогеологическими свойствами, распространяя полученные
связи на рядовые точки ВЭЗ (см. табл. XI.3).
Применение ВЭЗ для литологического расчленения разреза
и определения глубины залегания уровня грунтовых вод
иллюстрирует рис. XI.9. В толще песков мощностью 45—50 м на
глубине 14—15 м резким перепадом сопротивлений (от 250—
450 до 60—75 Ом-м) картируется уровень грунтовых вод. Под
песками залегают водоупорные глины с сопротивлением,
меньшим 10 Ом-м.
В некоторых случаях, когда метод ВЭЗ не дает четких
результатов, можно рекомендовать ВЭЗ-ВП. На рис. XI.9, б
видно, что водоносный горизонт в разрезе выделяется максимумом
Т1к до 3,2%, в то время как на кривой рк этот горизонт
практически не отмечается.
Поиски и разведка линз пресных вод в засушливых районах
проводятся методами ВЭЗ, частотным электромагнитным
зондированием, аэровариантами методов вращающегося
магнитного поля и радиокип. При отсутствии пресных вод породы
характеризуются низкими сопротивлениями, и в этом случае
преобладают кривые типов К, НК, pi>p2- Наличие в разрезе
линзы пресной воды приводит к появлению трехслойных кривых
типа Q, зачастую осложненных влиянием промежуточных
горизонтов (кривые типов KQ, QQ, HKQ, QH) (рис. XI.9,в).
Водоносный горизонт имеет удельное электрическое сопротивление
порядка 15—60 Ом-м, а перекрывающие увлажненные
отложения— несколько сотен ом-метров.
На рис. XI.9, г приведены результаты съемки аэровариантом
метода вращающегося магнитного поля, проведенной с целью
поисков поверхностных вод. Измерения выполнены на частотах
1225 и 2450 Гц на высоте 150—180 м при расстоянии между
самолетами 300—320 м. Пресноводная линза (сухой остаток
0,5—1 г/л) выделяется амплитудными аномалиями на обеих
частотах.
333

10 100 Ю 100 10 WO 10 WOpKflM-M /WZOm-m Pk^3W 0m'm
РИС. XI.9. Примеры применения электроразведки при поисках грунтовых вод.
а — геоэлектрический разрез по данным ВЭЗ (по В. К. Хмелевскому); б — кривые
ВЭЗ-ВП и ВЭЗ над водоносным горизонтом (по Э. Н. Кузьминой); в — выделение линз
пресной воды методом ВЭЗ в засушливом районе (по О. А. Демидовичу); г — поиски
линз пресной воды аэровариантом метода вращающегося магнитного поля в
полупустыне (по Ю. Б. Шаубу); д — зависимость напряженности электромагнитного поля (/) в
методе радиокип от степени минерализации подземных вод (//) (по А. А. Огильви
и др.). 1 — сухие пески; 2 — пески с пресной водой (сухой остаток 0,5—1 г/л); 3 — пески
с минерализованной водой (сухой остаток 2 г/л); 4 — глины; 5 — суглинки; 6 — суглинки
с гравием и гравием и галькой; 7 — известняки; 8 — удельное электрическое
сопротивление слоя, Ом-м; ЗП — зона пресных вод; ЗМ — зона минерализованных вод
В условиях аридных засушливых зон для поисков линз
песков с пресными водами среди отложений с
минерализованными водами можно применять метод радиокип в воздушном и
наземном вариантах. Над линзами пресных вод наблюдается
характерное уменьшение напряженности электрического поля
(рис. Х1.9,(3).
Артезианские воды. Обычно воды этого типа залегают на
глубинах 100—300 м, а иногда 500—800 м и более.
Специальные поиски вод на таких глубинах обычно не ведут, а
используют данные структурного геолого-геофизического
картирования и гидрогеологических съемок. К имеющимся данным прово-
334

дят дополнительные целенаправленные исследования методами
ВЭЗ, ДЭЗ и электромагнитные зондирования (МТЗ, 43, ЗС)
в комплексе с методами сейсморазведки и каротажа. При этом
уточняют: 1) распространение по площади основного
водоносного горизонта, его мощность и глубину залегания; 2) характер
верхнего и нижнего водоупоров; 3) распределение по площади
и глубине пресных и минерализованных вод; 4) фильтрационные
свойства пород на участках, где возможно дополнительное
питание и разгрузка артезианских вод; 5) площадное и глубинное
распределение дополнительных водоносных горизонтов и
наличие гидравлической связи этих горизонтов с основным.
Для решения перечисленных задач интерпретацию данных
зондирований (особенно ВЭЗ) следует сводить к получению
параметров, приведенных в табл. XI.3.
Воды трещинных, тектонических и карстовых зон.
Месторождения вод этого типа приурочены к участкам разрушенных
коренных пород. Водоупором являются монолитные коренные
породы. Геофизические методы используют для поисков и
картирования депрессий в кровле коренных пород, к которым
могут быть приурочены зона разрушенных пород; обнаружения
и прослеживания зон трещиноватости и закарстованности;
изучения их мощности; оценки степени водообильности этих зон.
Наиболее часто методы электроразведки (комбинированное
электропрофилирование, ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, ЕП) применяют в
комплексе с магниторазведкой, сейсморазведкой и терморазведкой.
С помощью ВЭЗ изучают рельеф коренных пород и
преобладающее направление трещиноватости. Рис. XI. 10, А
иллюстрирует результаты применения ВЭЗ для картирования
сублавового рельефа. В частности, по данным ВЭЗ в лавовом покрове
была выявлена подземная долина, по которой происходит
движение основного потока. Это подтвердилось данными бурения
вдоль линии I—I.
Для изучения трещиноватости пород ставят несколько
зондирований на одной и той же точке с различной ориентировкой
разносов, под углами а = 30, 45 или 60° в зависимости от
детальности исследований (круговое вертикальное зондирование).
Обычно применяют восьмилучевые КВЗ. По их данным строят
круговые диаграммы зависимости рк от разноса АВ (см.
рис. XI. 10, б). Большая ось эллипса указывает на простирание
трещиноватости, а отношение осей характеризует коэффициент
анизотропии и, следовательно, степень трещиноватости пород.
Трехэлектродные круговые зондирования позволяют установить
глубину залегания и азимут падения трещиноватых пород.
При картировании линейных зон трещиноватости,
приуроченных к тектоническим нарушениям, применяют
комбинированное и дипольное профилирование в комплексе с
магниторазведкой.
335

РИС. Х1.10. Примеры применения электроразведки при поисках
трещинных вод.
А — определение направления движения подземных вод в сублавовом рельефе по
данным ВЭЗ (по А. А. Огильви): а — план горизонталей рельефа поверхности земли и
изолинии мощности лавового покрова, б — типичная кривая ВЭЗ; Б — круговая
диаграмма сопротивлений по данным трехэлектродного зондирования для кровли наклонно
залегающего опорного горизонта (по О. А. Демидовичу, 3. Г. Ященко); В — картирование
субмаринных источников комплексом методов (по В. А. Богословскому, А. А. Огильви).
/ — горизонтали рельефа поверхности земли, м; 2 — изолинии мощности лавового
покрова, м; 3 — точки ВЭЗ; 4 — первоначально предполагаемое направление движения
подземного потока; 5 — то же, с учетом данных ВЭЗ; 6 — линии бурения скважин; 7 —
лавы; 8 — глины; 9 — изотермы, °С; 10 — аномалии температуры; // — положительные
аномалии ЕП; 12 — аномалии рк
Положительные аномалии ЕП отмечены над мощными
тектоническими зонами, которые проявляются понижениями в
рельефе поверхности земли или в подземном рельефе и в которые
направляются потоки грунтовых вод с бортов. При
инфильтрации вод вглубь по тектоническому разлому на фоне общего
максимума ЕП появляется локальный минимум напряженности
естественных потенциалов. Восходящие по зонам потоки
создают положительные аномалии ЕП.
На рис. XI. 10, В показаны результаты применения
комплекса, состоящего из резистивиметрии, методов ЕП и терморазвед-
336

ки, для картирования субмаринных источников пресных вод,
разгружающихся вблизи береговой линии. Измерение полей
проводилось на расстоянии 1 м от дна. Источники отмечаются
положительными аномалиями ЕП (порядка 3—5 мВ),
локальными максимумами сопротивлений (1—1,2 Ом-м) и
понижениями температуры (на 1—1,2 °С).
Изучение динамики подземных вод
Направление и скорость движения подземных вод изучают
с помощью метода заряда и резистивиметрии в скважинах
с искусственно засоленным потокам.
В методе заряда изучается смещение эквипотенциальных
линий во времени до и после засолки воды в скважине. Этот
метод обычно применяют для измерения действительной
скорости и и направления движения ненапорных вод на глубине до
100 м. Сведения о скорости и и динамической пористости или
трещиноватости пород п позволяют вычислить скорость
фильтрации v = nu, которая необходима для расчета основного
гидродинамического показателя пород — коэффициента фильтрации
&ф = у/Л где / — гидравлический уклон.
При резистивиметрии скважин измеряют сопротивление воды
по стволу скважины через фиксированные интервалы времени.
По значениям сопротивления воды до засолки р0 и после
засолки pi и р2, полученным во времени t\ и /2, с помощью номограмм
определяют концентрации растворов С0, С\ и С2. Скорость
фильтрации рассчитывается по формуле
i; = [l,81d/(/2-/I)]lg[(C1-Co)/(C2-C0)],
где d — диаметр скважины.
Этот метод иногда применяют в несколько измененном виде.
В равномерно засоленную скважину равномерно наливают
пресную воду и регулярно измеряют сопротивление. Таким же
образом определяют скорость фильтрации, дебит и повышение уровня
воды в процессе опытных наливов. По этим данным удается
вычислить коэффициент фильтрации.
Изучение условий обводнения месторождений
полезных ископаемых
Как отмечалось выше (см. § 14 книги первой, § 8),
электроразведка методами ВЭЗ, ЭП, ЕП, РП и другими методами
применяется для изучения условий обводнения месторождений
полезных ископаемых. Особенности таких работ — повышенная
детальность, применение ряда методов и широкое использование
геолого-гидрогеологических данных.
22—815
337

Для оценки относительных водопритоков на разных
участках шахтных и рудничных полей целесообразно
последовательно подходить к интерпретации ВЭЗ. В результате совместной
интерпретации геолого-геофизических данных получают
обобщенные физико-геологические и гидрогеологические модели
(ФГГМ) среды и ведут расчетную палеточную (или с
помощью ЭВМ) интерпретацию кривых ВЭЗ, направленную на
определение не только мощностей и сопротивлений слоев, но и
наиболее достоверных параметров эквивалентности, которые
корреляционно увязывают с геолого-гидрогеологическими
параметрами этих моделей (см. табл. XI.3). Далее, в зависимости
от ФГГМ, а также характера питания подземного потока (ин-
фильтрационное, безнапорными или напорными подземными
водами) берут гидрогеологические формулы расчета удельных
водопритоков, а гидрогеологические параметры слоев или толщ
(коэффициенты фильтрации, водопроводимости, водоотдачи
и др.) в них заменяют корреляционно связанными с ними
электрическими параметрами (удельным сопротивлением,
поперечным сопротивлением, продольной проводимостью и т. п.).
Используя всю известную геолого-гидрогеологическую
информацию, можно получить уравнения регрессии, связывающие
измеренные водопритоки и рассчитанные по
геолого-геоэлектрическим данным. Однако даже при недостатке гидрогеологических
сведений полученные с помощью рассмотренного способа
карты и графики относительных водопритоков могут служить для
выделения участков шахтного или рудничного поля,
неблагоприятных с точки зрения гидрогеологических условий проходки
выработок.
Для изучения обводненности горных выработок могут
применяться подземные электрические зондирования (см. § 14
книги первой) и радиоволновые просвечивания (см. § 8).
§ 36. ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЕ
И ПОЧВЕННО-МЕЛИОРАТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Задачами гидромелиоративных исследований являются:
1) литологическое расчленение разреза, и в частности
определение глубины залегания регионального водоупора, состава
и строения водоносной толщи и зоны аэрации; 2) изучение
глубины залегания уровня грунтовых вод, взаимосвязи различных
водоносных горизонтов между собой и с поверхностными
водотоками; 3) определение таких гидрогеологических параметров,
как коэффициенты фильтрации k$ и водопроводимости Т=
= k$h (h — мощность пласта), влажность, минерализация
подземных вод и др. [254, 255, 256].
Эти задачи решаются с помощью гидрогеологических и
инженерно-геологических съемок, бурения скважин, шурфов
338

и опытных наблюдений в них. Эффективность указанных работ
существенно повышается благодаря внедрению в комплекс
гидромелиоративных исследований геофизических методов, и
прежде всего электроразведки.
От геофизических методов требуются: а) получение геолого-
геофизических разрезов на глубину до 100 м с тем большей
детальностью, чем меньше глубина исследований; б) выяснение
распределения по площади и глубине различных физических
параметров пород для установления корреляционной связи
между ними и гидрогеологическими параметрами.
Для составления технико-экономических обоснований
проектов орошения и осушения проводят региональные
гидромелиоративные исследования масштабов 1:100 000—1:200 000,
включающие площадные геоморфологические,
гидрогеологические и инженерно-геологические съемки, а из геофизических
съемок — дистанционные (аэрокосмические) радиолокационные
(РЛС) или радиотепловые (РТС) и инфракрасные (ИКС).
Достоинством этих съемок является возможность вести работы
при наличии облачности и ночью.
Интенсивность отраженных сигналов в РЛС определяется
отражательными свойствами земной поверхности, которые
зависят от ее шероховатости и электрических свойств почв и горных
пород. Диффузное рассеивание дают участки глыбового
навала, хорошее отражение наблюдается над влажными почвами,
полное отражение — над водными поверхностями.
Интенсивность регистрируемых естественных излучений зависит от
электрических и оптических свойств почв и пород. Дистанционные
съемки дают возможность картировать почвы по литологии,
влажности, засоленности, а также по объему растительной
массы.
Из полевых методов при региональных съемках наибольшее
применение находит метод ВЭЗ. Точки ВЭЗ ставятся либо
равномерно на изучаемой площади с густотой сети 1—2 км, либо
с более густой сетью на отдельных ключевых участках,
выбираемых по дистанционным и геолого-гидрогеологическим
съемкам, с последующей интерполяцией результатов на всю
изучаемую территорию. При наличии в разрезе глинистых пород
ставятся ВЭЗ-ВП.
Экспрессную (в процессе полевых работ) интерпретацию
кривых ВЭЗ можно выполнять следующим образом. Кривые
ВЭЗ при наличии глинистого водоупора относятся к
типам К (р1<р2>рз) или Q (р1>р2>рз), где рь р2, рз
—сопротивления образований зоны аэрации, включая почвенный слой,
водоносной толщи и глинистого водоупора соответственно. Для
подобных кривых применим принцип эквивалентности по
поперечному электрическому сопротивлению второго слоя (Г2),т. е.
на форму кривых определяющее влияние оказывает параметр
22*
339

^2 = Р2^2. Кроме Т2 в ходе экспрессной интерпретации
определяется параметр pi и оценивается глубина залегания водоупора
H = hl + h2.
Карты pi и Т2 характеризуют строение зоны аэрации и водо-
лроводимость водоносной толщи. Их используют наряду с
геоморфологической, геологической и гидрогеологической картами
при выделении ключевых участков, на которых проводят
бурение скважин, проходку шурфов и детальную съемку, а также
выполняют параметрические ВЭЗ, ВЭЗ-ВП и КВЭЗ. С помощью
откачек или геофизических исследований в скважинах (рези-
стивиметрии, термометрии), наливов в шурфы и специальных
опытных работ определяют гидрогеологические характеристики.
Между получаемыми по скважинным исследованиям
коэффициентами фильтрации &ф, водопроводимости Тв и параметрами
р и Т2 устанавливаются корреляционные зависимости вида
кФ=А1ер+В9 *4, = alg(4/p)+b, TB = C\gT2+D и др.,
где Л, J5, а, Ь, С, D — эмпирические коэффициенты. С помощью
указанных зависимостей можно построить карты.
В ходе окончательной послойной интерпретации кривых ВЭЗ
по параметрическим зондированиям на скважинах и шурфах
оценивают сопротивление промежуточных горизонтов, строят
геоэлектрические разрезы, карты поверхности водоупора,
уровня подземных вод и других горизонтов, устанавливают
корреляционные связи между сопротивлением и поляризуемостью,
с одной стороны, и литологией, глинистостью, числом
пластичности, влажностью, минерализацией подземных вод, — с другой
(см. табл. XI.2).
Для составления технического проекта и технических
чертежей объектов орошения и осушения выполняют детальные
гидромелиоративные исследования в масштабе 1:50 000 и крупнее.
В их задачу входит детализация ранее выполненных
региональных гидромелиоративных исследований путем сгущения сети
геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических,
дистанционных аэроэлектроразведочных (РЛС, РТС, ИКС,
ДИП-А) и постановки детализационных исследований на
ключевых участках методами ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, ЗСБ.
Густота сети при площадной съемке до 500X500 м, а на
ключевых участках — по более густой сети. Детализационные
геофизические исследования в основном направлены на
изучение зоны аэрации (определение уровня грунтовых вод),
установление связи поверхностных и подземных вод в речных
долинах, литологическое расчленение разреза на глубину до 10 м
и выделение глинистых прослоев, которые могут стать местным
водоупором, оценку гидрогеологических и
инженерно-геологических параметров горных пород, кроме того, уточнение связей
между геофизическими и гидрогеологическими параметрами.
340

Изучение зоны аэрации, особенно верхней 10—20-метровой
толщи, можно проводить с помощью так называемых
микроэлектрических зондирований (МКВЭЗ и МКВЭЗ-ВП) с
максимальными разносами до 50 м. Расстояния между точками
зондирований до 50 м. Когда зона аэрации сложена суглинисто-
глинистыми породами, определение положения уровня
грунтовых вод электроразведкой затруднено, особенно при
минерализации подземных вод более 3 г/л. В подобных условиях нужно
ставить сейсморазведку.
Съемка естественных электрических потенциалов вдоль
русел рек облегчает выяснение связи между поверхностными
и подземными водами.
Для расшифровки геофизических материалов необходимо
бурение скважин из расчета одна скважина примерно на 10
точек зондирований.
При интерпретации кривых МКВЭЗ кроме определения
сопротивлений и мощности слоев зоны аэрации можно рассчитать
продольную проводимость глинистых экранов 5Э. На кривых
МКВЭЗ они выделяются минимумами (ветви кривых типа Н).
Если для глинистых прослоев (по откачкам из скважин или
наливам в шурфы) определен коэффициент фильтрации, то можно
вычислить коэффициент перетекания Вп = &ф/й,
характеризующий способность глинистого пласта быть водоупором.
Установив корреляционную связь между Вп и S3, можно пересчитать
карты и графики S3 в карты и графики Вп, которые используют
для оценки водоупорных свойств глинистых пород, выявленных
в водоупоре «окон», и прогноза изменения уровня грунтовых
вод (см. табл. XI.3).
Цель почвенно-мелиоративных исследований — картирование
почв и определение их водно-физических свойств. С точки
зрения возможности применения геофизических методов главное
отличие почвенно-мелиоративных исследований от
гидромелиоративных заключается в глубинности исследований. При
почвенно-мелиоративных исследованиях она не превышает 5 м,
а при гидромелиоративных — составляет десятки метров.
При почвенном картировании следует применять
высокомобильные геофизические методы: радиоволновое профилирование
(в вариантах импеданса и радиокип), дистанционные
(радиолокационные и радиотепловые) съемки, а также съемки
естественных электрических, магнитных и ядерных полей. С помощью
этих методов можно оценить такие физические параметры почв,
как диэлектрическая проницаемость, электропроводность,
теплоемкость, теплопроводность, электрохимическая активность,
магнитная восприимчивость, радиоактивность. Путем
корреляции их с параметрами, получаемыми почвоведами при изучении
разрезов, можно охарактеризовать тип почв, их засоленность,
ожелезненность, заболоченность, оценить водно-физические свой-
341

ства (влажность, влагоемкость, водопроницаемость,
коэффициент фильтрации и др.)- При детальном изучении ключевых
участков кроме перечисленных выше методов геофизического
картирования можно использовать те же методы, что и при
детальных гидромелиоративных исследованиях (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП,
МПВ, скважинные геофизические наблюдения).
ГЛАВА XII. ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
§ 37. РЕШЕНИЕ ГОРНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАДАЧ
При решении горно-эксплуатационных задач методы
электроразведки применяют для определения направления сбойки
горных выработок или горной выработки и скважины
наземного бурения, а также для оценки мощности перекрытий при
комбинированной системе отработки месторождений [259, 262].
На стадиях детальной и эксплуатационных разведок
месторождений сбойка горных выработок и скважин осуществляется
с целью решения вопросов вентиляции, водоотлива, размещения
сигнальных коммуникаций и др. Для этого используют инкли-
нометрию скважин и РВП с измерением пеленгов и
напряженности поля. При радиопеленгации необсаженных скважин
генератор электромагнитных волн опускается на забой скважины
или устанавливается в стволе ее на уровне выработки.
Возможны три случая взаимного расположения генератора и профиля
измерений: I) скважина находится в одной вертикальной
плоскости с выработкой, а забой и генератор располагаются выше
выработки; 2) скважина проходит в стороне от выработки,
забой скважины и генератор располагаются выше выработки;
3) скважина пересекает в стороне уровень выработки, а
генератор находится в плоскости горизонта выработки.
В первом случае измеряют зенитные углы (углы отклонения
рамочной антенны от вертикальной плоскости — вертикальные
пеленги) и напряженность магнитной компоненты
электромагнитного поля генератора. Вертикальные пеленги и минимум
напряженности поля будут указывать местоположение
генератора (рис. ХИЛ,Л). Горизонтальные пеленги будут
параллельны стенкам выработки. Для второй позиции (рис. ХИЛ, Б)
горизонтальные пеленги покажут положение проекции забоя
скважины (генератора) на плоскость горизонта, на котором
проводятся измерения. Вертикальные пеленги дадут местоположение
проекции забоя скважины (генератора) на вертикальную
плоскость, проходящую через профиль наблюдений. Таким образом,
будут получены все три координаты (две — по данным РВП, а
третья — глубина погружения генератора — по меткам кабеля),
которые полностью определяют местоположение генератора
в пространстве. Измеряемый минимум напряженности магнит-
342

у////////////////$///////////у;л
/// i \\\Ч\
a
V///S////./////>//,
N\> 4 H ♦
У^
?Ж7ЖИ^УЖГЛ
or
,£.
7*-
~ZE1' ПНг.тз.
>
РИС. XI1.1. Изменение пеленгов и напряженности электромагнитного поля
в зависимости от взаимного расположения генератора и профиля
наблюдения (по Е. К. Христову).
А — генератор и профиль наблюдения расположены в одной вертикальной плоскости;
Б — то же, в разных вертикальных плоскостях; В — то же, в одной горизонтальной
плоскости; а— разрезы; б — планы; /—-генератор; 2 — пеленг на точке измерения- 3 —
проекция скважины на горизонтальную плоскость горной выработки; 4 — место
пересечения скважины и горизонтальной плоскости

дШ, 85
^Мввм
РИС. XI 1.2. Примеры применения метода радиоволнового просвечивания для
сбойки скважин и горных выработок (по И. И. Беляеву, Е. К. Христову,
Е. В. Христову).
А — обнаружение забоя скважины, расположенной в стороне и выше горной выработки:
а — изменение напряженности поля; б — изменение пеленга вдоль профилей I и II;
в и г — изменение зенитных углов и Я вдоль профиля II; Б — обнаружение забоя
скважины в плоскости горизонта; В — обнаружение места пересечения плоскости горизонта
обсаженной скважиной: а — план горизонта с пеленгами; б — взаимное расположение
скважины и горизонта. 1 — предполагаемое место пересечения скважиной плоскости
горизонта по данным РВП; 2 — проекция устья скважины на горизонт 920

ной компоненты будет более сглаженным, чем в первом случае.
В третьем случае основную информацию о местоположении
генератора дают горизонтальные пеленги и максимум
напряженности магнитной компоненты (рис. ХИЛ, В).
На рис. XII.2, Л показаны результаты применения
радиопеленгации для обнаружения забоя скважины, расположенного
выше горной выработки. Видно, что горизонтальные пеленги на
профиле II параллельны друг другу и почти параллельны
горной выработке. Минимумы напряженности полей, измеренных
при горизонтальных и вертикальных пеленгах, а также
направления вертикальных пеленгов однозначно указывают, что забой
скважины (генератор) располагается на 1—2 м выше
выработки в интервале ПК 22—26.
В другом случае (рис. ХИ.2, Б) пройденные по данным ин-
клинометрии орты и камеры длиной несколько метров не
обнаружили скважину. Однако ситуация оказалась благоприятной
для применения радиопеленгации, так как генератор
располагался в горизонтальной плоскости выработки. Семь из девяти
замеренных пеленгов пересекались в одной точке, и было
достаточно пройти небольшую камеру размером 2X2X2 м, чтобы
обнаружить ствол скважины.
При определении координат обсаженных скважин обсадную
колонну используют в качестве антенны генератора.
На рис. ХИ.2, В приведены результаты подобных исследований.
Измерения проводились на горизонте 920 примерно на
расстоянии 170 м от устья скважины, где к обсадной трубе был
подключен генератор. Измерялись только горизонтальные пеленги.
Замеренные на ПК 14—26 горизонтальные пеленги
пересекаются в локальной зоне, расположенной приблизительно в 7 м от
выработки. Пеленги на других пикетах примерно параллельны
между собой.
В целях обеспечения безопасности карьерных работ над
отработанными рудными камерами необходимо не только разовое
маркшейдерское измерение размеров этой камеры, но и
систематический контроль за «ростом» камеры вследствие
частичного обрушения пород. В качестве средства контроля используют
ВЭЗ в комплексе с методом подземной регистрации
космического излучения. Однако следует учесть, что кривые ВЭЗ
могут быть существенно искажены влиянием рельефа, ступенями
и стенками карьера.
Опытные работы показали обнадеживающие результаты
применения метода РВП для картирования отработанных камер.
Камеры искажают поле генератора как достаточно хорошо
проводящие объекты, т. е. в области камер наблюдаются
повышенное поглощение и отражение электромагнитной энергии.
В ЧССР запатентовано радиоволновое устройство для
оценки величины горного давления. Применение РВП для этих це-
345

лей основано на зависимости электропроводности и
диэлектрической проницаемости горных пород от давления р.
Зависимость относительного изменения особенно резко проявляется
при р<5-103 Па. В гомогенной среде вертикальное давление на
глубине 100 м составляет около 0,3-103 Па, а на глубине
1 км — 3-Ю3 Па. Наличие горной выработки вызывает
перераспределение давления, и в отдельных областях вблизи
выработки последнее может достигать (20—30) • 103 Па, что приводит
к закрытию микротрещин на одних участках и появлению
новых в других; это, в свою очередь, вызывает резкое изменение
электропроводности и коэффициента поглощения
электромагнитной энергии.
Периодические измерения напряженности поля могут дать
информацию об изменении горного давления в результате
проходки новых выработок, камер, отбойки руды и т. п.
При подземном выщелачивании месторождений
геофизические методы, в частности методы электроразведки, применяют
во-первых, для оценки горнотехнических условий разреза и, во-
вторых, контроля распространения реагентов, образования
подземных пустот и возможных просадок вышележащих пород,
В первом случае выполняют исследования методами ВЭЗ,
электропрофилирования, ЕП для решения следующих задач: 1)
изучения фильтрационных свойств пород разреза, т. е. расчленения
разреза на водоупорные и водопроницаемые слои; 2)
картирования естественных экранов, например сбросов, по которым
произошло перемещение пород; 3) определения скорости и
направления подземных вод, участков их разгрузки, установления
связи между различными водоносными горизонтами. Во втором
случае в процессе эксплуатации месторождений методами
электроразведки в комплексе с методами каротажа, гравиразведки
и микросейсморазведки изучают: 1) динамику процесса
выщелачивания в плане и в разрезе; 2) надежность действия
природных и искусственных экранов.
По способам решения перечисленные задачи во многом
аналогичны инженерно-геологическим и гидрогеологическим
(см. гл. XI).
§ 38. КОРРОЗИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
Коррозия трубопроводов возникает при разных
электрических потенциалах отдельных частей металлического
сооружения. Разность потенциалов может возникать в результате
внутренних причин (изменения качества обработки металла,
непостоянства напряжения при сжатии и растяжении
металлического объекта и т. п.) и внешних, обусловленных действием
физико-геологических процессов [258, 260]. К последним относятся
утечка токов при работе различных промышленных установок
346

Ш11 ^2
РИС. XII.3. Примеры применения электроразведки при изучении коррозии
трубопроводов (по М. Л. Озерской).
а — исследование потенциалов блуждающих токов вдоль проектируемой трассы
трубопровода; б — зависимость между электрическим сопротивлением грунтов и их
коррозионной опасностью. / — проектируемый трубопровод; 2 — трамвайная линия;
коррозионная активность; 3 — низкая, 4 — нормальная, 5 — повышенная, 6 — высокая, 7 — особо
высокая; L — длина трубопровода
(электрофицированные железные дороги, высоковольтные
линии электропередач и др.) и пониженные электрические
сопротивления участков почв. Трубопровод, обладая существенно
более высокой электропроводностью, чем окружающие его
грунты, концентрирует в себе большую часть блуждающих токов
и канализирует их до места, где грунты имеют низкое
электрическое сопротивление. В таких местах (так называемых
анодных зонах) ток стекает с трубопровода в землю, что
сопровождается выносом ионов металла и, следовательно, приводит
к разрушению конструкции. Более того, водообильные грунты
ограничивают доступ кислорода, необходимого для кислородной
деполяризации на катоде, что также приводит к увеличению
разности потенциалов между анодом и катодом.
Взаимодействие металлических конструкций с электролитом,
которым являются даже слабоминерализованные грунтовые
воды, приводит к возникновению контактных э. д. с.
положительного знака за счет переходов положительных ионов металла
в среду.
При проектировании трасс трубопроводов методами
электроразведки решают две задачи: 1) исследуют распределение
«естественных» электрических потенциалов; 2) изучают
электрические сопротивления грунтов. При этом используют методы
естественных электрических потенциалов и симметричного
электропрофилирования на малых разносах.
На рис. XII.3, а показано, что проектируемая трасса
выбрана неудачно, так как проходит через область высоких значений
блуждающих токов и зону их низких значений — возможную
анодную область.
347

Таблица ХИЛ
Зависимость между коррозийностью и электрическим
сопротивлением грунтов (по Я. Барта)
Удельное
СССР
>100
ЮО—20
20—10
10-5
<5
сопротивление грунтов, Ом-м
США
>100
100-50
50—23
—
<23
ЧССР
>25—30
30—10
25—20
20—10
<10
Степень коррозий-
ности
Низкая
Повышенная
Высокая
Обводненность грунтов и минерализацию подземных вод
косвенно определяют по величине электрического
сопротивления. Изучая этот электрический параметр, можно делать
заключение о коррозионной опасности участка. Такие
корреляционные зависимости, принятые в различных странах, показаны
на рис. XII.3,6 и в табл. XII.1.
§ 39. ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА
ПРИ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Из всех геофизических методов при археологических
исследованиях наиболее широко применяется электроразведка [261].
Этому благоприятствует заметная дифференциация
археологических объектов (каменных стен, траншей, могильных камер,
металлических изделий, шлаков, углей и т. д.) и рыхлых
вмещающих образований по электрическим свойствам (табл. XII.2).
Обычно с помощью методов электроразведки решаются задачи:
1) картирование древних рвов, дамб, горных выработок; 2)
поиски и разведка могильников и некрополей; 3) исследование
древних городов и поселений (зон распространения культурного
слоя, каменных кладок, древних кострищ, подземных
сооружений, складов вооружений и др.). Среди используемых методов
электроразведки можно указать электропрофилирование, ВЭЗ,
метод ВП, методы изолиний и индукции, электромагнитные
методы в модификациях незаземленной петли и др. Измерения
выполняют по отдельным профилям. Шаг измерений составляет
несколько метров, а при детальных работах — десятки
сантиметров.
В качестве удачных приведем следующие примеры
применения методов электроразведки при археологических
исследованиях. Три концентрических рва на неолитовой стоянке были
оконтурены минимумами рк. В археологической зоне Вульчи
(южная Этрурия), по данным симметричного
электропрофилирования, надежно закартированы погребальные сооружения,
выложенные камнями. Такими же надежными аномалиями рк
348

Таблица XII.2
Дифференциация по электрическому сопротивлению археологических
объектов и вмещающей среды (по Г. С. Франтову и др.)
Характеристика
археологического объекта
Культурный слой:
обогащенный
обломками керамики,
каменных орудии, мусором
и другими отходами
маломощный с
небольшим содержанием
керамики
Ров, заполненный
землей
Могильники:
выложенные камнями
в почвах
вырытые в туфах
Каменная кладка
(стены, фундамент и др.)
Подземные сооружения
Дамбы из плотного
материала
Скопления древесного
угля
Вмещающая среда
Почва
Песчаная почва (до
1 кОм-м)
Горные породы
Почва
Песчаная почва (до
1 кОм-м)
Горные породы
Рыхлые породы
Пахотная почва
Почва, туф
j Почва
Известняк
Почва, туф
Плывуны
Песчаная почва
Электрическое
сопротивление объекта относительно
вмещающей среды
Повышенное
Одинаковое
Пониженное
Одинаковое практически
для всех типов
вмещающей среды
Пониженное (иногда
повышенное)
Повышенное
Повышенное (если
могильники не заполнены
почвой)
Повышенное
Одинаковое
Повышенное
-»-
Пониженное
(повышенная поляризуемость)
отмечаются однокамерные могилы некрополя Монте Аббатонеу
вырытые в туфе. Коридоры подземного сооружения в зоне
города Гнатии, вырытые в туфе и находящиеся на глубине 3 м,
картируются симметричным профилированием как зоны
повышенных сопротивлений. Каменные кладки стен и фундаментов
выявляются по четким максимумам рк. В 1961 г. при поисках
бронзовой скульптуры Ниобеи в районе г. Пушкина методом ВП
было обнаружено скопление угля на древнем кострище. Метод
349

изолиний в комплексе с магниторазведкой был удачно
применен при поисках подземного склада вооружения. Склад был
построен в период первой мировой войны, но затем его
местонахождение было забыто.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
КНИГА ПЕРВАЯ
К введению и главе I
1. Вахромеев Г. С. Основы методологии комплексирования геофизических
исследований при поисках рудных месторождений. — М.: Недра, 1978. — 153 с.
2. Дахнов В. Н. Электрическая разведка нефтяных и газовых
месторождений. — М; Гостоптехиздат, 1951. — 428 с.
3. Жданов М. С. Электроразведка — М.: Недра, 1986. — 315 с.
4. Заборовский А. И. Электроразведка. — М.: Гостоптехиздат, 1963.—
415 с.
5. Инструкция по электроразведке. — Л.: Недра, 1984. — 352 с.
6. Комплексирование методов разведочной геофизики: Справочник
геофизика. — М.: Недра, 1984. —385 с.
7. Краев А. 77. Основы геоэлектрики. — М. — Л.: Гостехтеоретиздат,
1965 — Ч. 1. —472 с.
8. Матвеев Б. К. Электроразведка при поисках месторождений полезных
ископаемых. — М: Недра, 1982. — 375 с.
9. Никитин А. А. Теоретические основы обработки геофизической
информации.—М.: Недра, 1986. —342 с.
10. Сапужак Я. С. Дивергентная электроразведка. — Киев: Наукова
думка, 1977.—179 с.
11. Тархов А. Г., Бондаренко В. М., Никитин А. А. Комплексирование
геофизических методов. — М.: Недра, 1980. — 221 с.
12. Телфорд В. М.у Гелдарт Л. #., Шерифф Р. £., Кейс Д. Л. Прикладная
геофизика. — М.: Недра, 1980. — 502 с.
13. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофи-
зика): Справочник геофизика/Под ред. Н. Б. Дортман. — М.: Недра, 1976.—
527 с.
14. Хмелевской В. К. Основной курс электроразведки: В 3 ч. М.: изд-во
МГУ, 1970—1975. — Ч. I: Электроразведка постоянным током.— 1970. — 247 с;
Ч. II: Электроразведка переменным током.— 1971. — 272 с; Ч. III:
Электроразведка в комплексе геолого-геофизических исследований. — 1975. — 222 с.
15. Хмелевской В. К, Электроразведка. — М.: Изд. МГУ, 1984. — 420 с.
16. Электроразведка: Справочник геофизика/Под ред. А. Г. Тархова.—
М.: Недра, 1980. —518 с.
17. Якубовский Ю. В. Электроразведка. — М.: Недра, 1980. — 384 с.
18. Якубовский Ю. В., Ляхов Л. Л. Электроразведка. — М.: Недра, 1982.—
381 с.
К главе II
19. Альпин Л. М., Даев Д. С, Каринский А. Д. Теория полей, применяемых
в разведочной геофизике. — М.: Недра, 1985. — 407 с.
20. Бастис Л. #., Кусков В. В. О численном решении двумерно-неоднород-
350

ных задач электроразведки методом сопротивления//Изв. АН СССР. — Сер..
Физика Земли. — 1985. — № 3. — С. 70—76.
21. Баренцев И. М. Современные тенденции в решении прямых и
обратных задач трехмерной геоэлектрики//Математическое моделирование
электромагнитных полей. —М.: Изд. ИЗМИРАН, 1983. —С. 26—68.
22. Вычислительная математика и техника в разведочной геофизике:
Справочник геофизика/Под ред. В. И. Дмитриева. — М.: Недра, 1982. — 222 с.
23. Дмитриев В. #., Захаров Е. В. Метод расчета поля постоянного тока
в неоднородных проводящих средах//Вычислительные методы и
программирование.—М.: Изд-во МГУ, 1973. —Вып. XX. —С. 175—186.
24. Друскин В. Л. О единственности решения обратной задачи
электроразведки и электрокаротажа для кусочно-постоянных проводимостей//Изв. АН
СССР. — Сер. Физика Земли. — 1982. — № 1. — С. 72—75.
25. Ильин В. П. Численные методы решения задач электрофизики. — М.г
Наука, 1985. —336 с.
26. Кусков В. В. Численное моделирование вертикальных электрических:
зондирований в двумерно-неоднородных средах//Вестник МГУ. — Сер. 4,
Геология. — 1985. — № 1. — С. 82—88.
27. Овчинников И. /С. Теория поля. — М.: Недра, 1979. — 352 с.
28. Проблемы совершенствования конечно-разностных методов
моделирования электромагнитных аномалий/М. С. Жданов, И. М. Варенцов, Н. Г.
Голубев, В. В. Спичак//Математические методы в геоэлектрике. — М.: Изд.
ИЗМИРАН, 1982. —С. 5—26.
29. Сахарников Н. А. Поле точечного источника в среде, состоящей и»
клиновидных однородных частей//Уч. зап. ЛГУ.— 1966. — № 329, вып. 16.—
С. 33—40.
30. Страхов В. Н. О решении обратной задачи в методе вертикальных
электрических зондирований//Изв. АН СССР. — Сер. Физика Земли.— 1968.—
№ 4. —С. 15—20.
31. Тихонов А. #., Самарский А. А. Уравнения математической физики.—
М.: Наука, 1977. —736 с.
32. Хмелевской В. К. Основы теории подземных электрических зондирова-
ний//Геофизические исследования. — М.: Изд-во МГУ, 1964. — № 1. — с. 96—
112.
33. Шкабарня Н. Г., Севостьяненко В. Я. Алгоритм расчета кажущихся?
сопротивлений и поляризуемостей для среды с наклонными границами//Проб-
лемы автоматизации геофизических исследований. — ДВНЦ АН СССР, 1985.—
С. 35—40.
34. Шкабарня Н. Г., Грудцын Н. Н. Вычисление кажущихся
сопротивлений для некоторых сложнопостроенных трехмерных электрических моделей//
Геология и геофизика.— 1977. — № 10. —С. 102—108.
35. Юдин М. Н. Альтернирующий метод численного решения прямых
задач геоэлектрики//Математические методы в геоэлектрике. — М.: Изд.
ИЗМИРАН, 1982. —С. 47—52.
36. Barthes V., Vasseur G. Three-dimensional resistivity modelling by the
integral equation method. Adv. Eur. Geoterm. Res. Proc. 2nd Jnt. Semin. Results
EC Geotherm. Energy Res., Strasbourg, 1980. Dordrect e. a., 1980. —P. 854—
876.
37. Dey A., Morrison H. F. Resistivity modelling for arbitrary shaped three-
dimensional structures//Geophysics. — 1979. — Vol. 44, N 4. —P. 753—780.
38. Dey A., Morrison H. F. Resistivity modelling for arbitrary shaped two-
dimensional structures//Geophys. Prospecting.— 1979. — Vol. 27, N 1.—
P. 106—136.
39. Georgescu P. Three-dimensional models for resistivity data//Revue Rou-
maine la Geologie, Geophysique et Geographic. — Ser. Geophysigue. — 1977.
Vol. 21, N 2. —P. 249—265.
Кроме того, [2, 3, 4, 7, 12, 14, 15, 17].
351

К главе III
40. Бадалян С. В., Газарян Г. О., Гомоян В. Б. Подземная
электроразведка на рудных месторождениях Армении. — Ереван: Изд. АН АрмССР, 1980.—
222 с.
41. Бобровников JI. 3., Кадыров И. Н., Попов В. А. Электроразведочная
аппаратура и оборудование. — М.: Недра, 1985. — 336 с.
42. Бобровников Л. 3., Орлов Л. И., Попов В. А. Полевая
электроразведочная аппаратура: Справочник. — М.: Недра, 1986. — 223 с.
43. Вольвовский Б. С, Кунин Н. Я., Терехин Е. И. Краткий справочник по
полевой геофизике. — М.: Недра, 1977. — 392 с.
44. Крюков А. В., Назаренко О. В. Цифровая приемно-регистрирующая
аппаратура для морской электроразведки становлением поля в ближней зоне//
Экспресс-информация. — Морская геология и геофизика. — М.: Изд. ВИЭМС,
1975. —Вып. 4. —С. 129—135.
45. Подземная геофизика/А. Г. Тархов, В. М. Бондаренко, В. Ф.
Коваленко и др. —М.: Недра, 1973. —312 с.
46. Приборы и средства автоматизации. Ч. 5: Каталог. Аппаратура и
приборы геофизические для поисков и разведки полезных ископаемых и
исследования скважин/ЦНИИТЭИ приборостроения. — М.: 1986. — 95 с.
Кроме того, [3, 5, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 18].
К главе IV
47. Аппаратура и методика детальных геофизических исследований на
мелководных акваториях при инженерно-геологических изысканиях/В. В.
Калинин, А. В. Калинин, А. А. Мусатов, М. X. Фаталиев//Инженерная
геология.— 1983. — № 5. — С. 118—123.
48. Белаш В. А. Методика морских электрозондирований при движении
судна//Экспресс-информация. — Морская геология и геофизика. — М.: Изд.
ВИЭМС, 1976. —С. 1—6.
49. Грачев А. А. Влияние выработки при подземной электроразведке
методами сопротивлений//Тр. ЦНИГРИ.—1984. —Вып. 192. —С. 60—65.
50. Грачев А. А. Об интерпретации результатов подземного электрозон-
дирования//Изв. вузов. — Сер. Геология и разведка. — 1975. — № 7. — С. 91—
96.
51. Калинин В. £., Мусатов А. А. Возможности синхронного
детектирования для повышения помехоустойчивости и унификации электроразведочной
аппаратуры//Сб. Геофизическая аппаратура. — 1984. — № 79. — С. 42—52.
52. Калинин В. В., Мусатов А. А. Генераторное устройство для НДОЗ на
акваториях//Прикладная геофизика.— 1986. — № 101. — С. 53—58.
53. Калинин В. В., Мусатов А. А. Электроразведочный усилитель для
исследований на акваториях//Сб. Геофизическая аппаратура. — 1986. — № 85.—
С. 26—33.
54. Морские геофизические исследования. — М.: Недра, 1977. — 375 с.
55. Морское магнитотеллурическое зондирование. — М.: Изд. ИЗМИРАН,
1978. —87 с.
56. Назаренко О. В. Морская электроразведка методами искусственных
полей: Обзор//Экспресс-информация. — Морская геология и геофизика. — М.:
Изд. ВИЭМС, 1977.-56 с.
57. Проблемы исследования электромагнитных полей на акваториях. —
М.: Изд. ИЗМИРАН, 1983. —319 с.
58. Сочельников В. В. Основы теории естественного электромагнитного
поля в море. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 216 с.
59. Хмелевской В. К. Опережающая электрическая разведка проходки
тоннелей методом ВЭЗ//Изв. вузов. — Горный журнал. — Свердловск, 1984.—
№ Ц._ С. 7—11.
Кроме того, [2, 3, 4, 5, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 41, 42, 44, 45, 46].
352

К главе V
60. Альбом палеток электрического зондирования для разрезов с
вертикальными, наклонными и горизонтально-вертикальными контактами. — М.: Гос-
геолтехиздат, 1963.— 108 с.
61. Альпин Л. М. Теория дипольных зондирований. — М.: Гостоптехиздат,
1950. —91 с.
62. Баньян Л. Л., Морозова Г. М., Ложеницина М. В. О расчетах
теоретических кривых электрического зондирования/ДТрикладная геофизика. — М.:
Гостоптехиздат, 1962.— Вып. 34. —С. 118—123.
63. Гольдшмидт В. И., Кузьмин Ю. И., Шабалдин В. Н. Методические
рекомендации по применению автоматизированной системы обработки данных
рудной геофизики (АСОМ-РГ) для ЕС ВМ. — Алма-Ата: Изд. КазВИРГ,
1984.—109 с.
64. Израильский Ю. Г., Шкабарня Н. Г. Алгоритм расчета кажущихся
сопротивлений и поляризуемостей для среды с неоднородностью в виде сфе-
роида//Прикладная геофизика. — М.: Недра, 1984. — Вып. 110. — С. 89—98.
65. Каленое Е. Н. Интерпретация кривых вертикального электрического
зондирования. — М.: Гостоптехиздат, 1957. — 472 с.
66. Киричек М. А., Бугрова А. С. Методическое руководство по методу
нормированных производных с альбомом аномалий-палеток над
горизонтально-неоднородными средами. — М.: Изд. ВНИИГеофизики, 1979. — 78 с.
67. Колесников В. П. Обработка и интерпретация результатов
вертикального электрического зондирования с помощью ЭВМ. — М.: Недра, 1982.—
142 с.
68. Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. — М.: Недра, 1984.—
270 с.
69. Матвеев Б. К. Методика графического построения кривых
электрических зондирований. — М.: Недра, 1964. — 72 с.
70. Матвеев Б. К. Интерпретация электромагнитных зондирований. — М.:
Недра, 1974. —232 с.
71. Моргун И. П., Хмелевской В. К. Ускоренная интерпретация ВЭЗ и
ВЭЗ-ВП с помощью номограмм-палеток//Экспресс-информация. —
Региональная, разведочная и промысловая геофизика, 1981. — Вып. 7. — С. 28—32.
72. Огильви А. А., Хмелевской В. К. Сборник задач и упражнений по
курсу электроразведки (с приложением альбома палеток). — М.: Изд-во МГУ,
1964. —204 с.
73. Программы решения прямой и обратной задачи ВЭЗ и ВЭЗ-ВП для
ЭВМ ЕС/Сост. А. А. Рыжов и И. Д. Каринская. —М.: Изд. ВСЕГИНГЕО,
1982.—133 с.
74. Пылаев Л. М. Руководство по интерпретации вертикальных
электрических зондирований. — М.: Недра, 1968. — 147 с.
75. Руководство по интерпретации кривых ВЭЗ МДС/Сост. А. Н.
Боголюбов, Н. П. Боголюбова, Е. Я. Мозганова. — М.: Стройиздат, 1984. — 200 с.
76. Статистическая интерпретация геофизических данных/Под ред.
Ф. М. Гольцмана. —Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. —225 с.
77. Страхов В. Н., Карелина Г. Н. Об интерпретации данных ВЭЗ на
ЭВМ//Прикладная геофизика. — М.: Недра, 1969.— Вып. 56. — С. 118—129.
78. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. —
М.: Наука, 1974. —223 с.
79. Хмелевской В. К. Интерпретация подземных электрических зондирова-
ний//Разведочная геофизика. — Отечественный производственный опыт. — М.:
Изд.: ВИЭМС, 1984. — Вып. 12. —С. 22—28.
80. Шкабарня Н. Г., Севостьяненко В. П. Алгоритм расчета кажущихся
сопротивлений и поляризуемостей для среды с наклонными границами разде-
ла//Проблемы автоматизации геофизических исследований. — Владивосток:
Изд. ДВНЦ АН СССР, 1985. — С. 152—160.
23—815
353

81. Яновская Т. В., Порохова Л. Н. Обратные задачи геофизики. — Л.:
Изд-во ЛГУ, 1983. —210 с.
Кроме того, [2, 3, 4, 7, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 24, 30, 50, 54].
К главе VI
82. Блох И. М. Электропрофилирование методом сопротивлений. 2-е изд. —
М.: Недра, 1971. —216 с.
83. Вешев А. В. Электропрофилирование на постоянном и переменном
токе. — Л.: Недра, 1980. — 392 с.
84. Гуревич Ю. М., Кормильцев В. В., Семенов В. Д. Расчет магнитного
поля точечного источника постоянного тока для осесимметричных
задача/Теория и практика применения аналитических методов интерпретации и
математического моделирования геофизических полей. — Свердловск, 1977. — С. 40—
46.
85. Поляков А. С. Методическое руководство по
электропрофилированию. — Л.: Недра, 1969. — 200 с.
86. Электромагнитные методы разведки в рудной геофизике/Б. С. Све-
тов, А. Д. Петровский, Ф. М. Каменецкий, В. Ф. Коваленко, А. Д. Фролов
и др. —М.: Недра, 1966. —307 с.
87. Электропрофилирование с незаземленными рабочими линиями. — Л.:
Недра, 1985. —97 с.
Кроме того, [2, 4, 5, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18].
К главе VII
88. Бурсиан В. Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в
электроразведке.— Л.: Недра, 1972. — 368 с.
89. Измерение электрических и магнитных составляющих напряженности
поля в методе заряда: Методические рекомендации/Под ред. В. В. Кормильце-
ва —Свердловск: Изд. УНЦ АН СССР, 1984. —90 с.
90. Козырин А. К. Электрическая корреляция разрезов скважин. — М.:
Недра, 1985.—136 с.
91. Метод заряда с измерением магнитного поля при поисках и разведке
рудных месторождений: Методическое пособие/М. Н. Егоров и др. — Л.:
Недра, 1983. —200 с.
92. Редозубов А. А. К вопросу применения электроразведки в
анизотропных породах//Вопросы рудной геофизики. — Свердловск: Изд. Свердл. горн,
ин-та. — С. 18—32.
93. Родионов П. Ф. Электроразведка методом заряда. — М.: Недра,
1971. —264 с.
94. Саковцев Г. П., Редозубов А. А. Методы скважинной электроразведки
при поисках и разведке рудных месторождений. — М.: Недра, 1968. — 128 с.
95. Семенов М. В. и др. Электроразведка рудных полей методом заряда. —
Л.: Недра, 1984. —216 с.
Кроме того, [2, 4, 5, 8, 14, 15, 16, 17, 18].
К главе VIII
96. Бутковский А. Г. Характеристики систем с распределенными
параметрами.—М.: Наука, 1979. —224 с.
97. Ваньян Л. Л. Основы электромагнитных зондирований. — М.: Недра,
1965.-108 с.
98. Владимиров В. С. Обобщенные функции в математической физике. —
М.: Наука, 1976.-436 с.
99. Зингер Б. Ш., Файберг Э. Б. Электромагнитная индукция в
неоднородных тонких слоях. —М.: Изд. ИЗМИРАН, 1985. —234 с.
100. Кауфман А. А., Морозова Г. М. Теоретические основы метода зон-
354

дирования становлением поля в ближней зоне. — Новосибирск: Наука, 1970.—
124 с.
101. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред.—
М.: Наука, 1982. —532 с.
102. Лаврентьев М. М., Романов В. Г., Шишатский С. П. Некорректные
задачи математической физики и анализа. — М.: Наука, 1980. — 285 с.
103. Марков Г. Г., Чаплин Л. Ф. Возбуждение электромагнитных волн.—
М.: Радио и связь, 1983. —378 с.
104. Морозов В. А. Регулярные методы решения некорректно
поставленных задач. — М: Изд-во МГУ, 1974.— 359 с.
105. Романов В. Г. Обратные задачи математической физики. — М.:
Наука, 1984. —263 с.
106. Светов Б. С. Теория, методика и интерпретация материалов
низкочастотной индуктивной электроразведки. — М: Недра, 1973. — 254 с.
107. Светов Б. С. Электродинамические основы квазистационарной
геоэлектрики.— М: Изд. ИЗМИРАН, 1984.-183 с.
Кроме того, [3, 4, 7, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22].
К главе IX
108. Велихов Е. В., Волков Ю. М. Перспективы развития импульсной
МГД-энергетики и ее применение в геологии и геофизике//Глубинные
электромагнитные зондирования с применением импульсных МГД-генераторов. —
Апатиты: КФ АН СССР, 1982. —С. 5—25.
109. Исследование интегральных переходных характеристик в импульсной
индукционной электроразведке/Ф. М. Каменецкий, А. А. Вакульский, П. П. Дра-
бич, В. М. Тимофеев. — Физико-механический институт АН УССР, 1985.—
№ 88. — 54 с. — Препринт.
ПО. Микропроцессорные управляемые комплексы аппаратуры и
помехоустойчивые методы измерений при электроразведочных работах на нефть и
газ/И. А. Безрук, В. Н. Ключкин, Е. С. Киселев, А. С. Сафонов, С. А. Федо-
тов//Новые разработки в области детальных геофизических исследований на
нефть и газ: М.: Изд. ВНИИГеофизика, 1985. —С. 73—80.
111. Macnae J. С., Lamontagne Y., West G. F. Noise processing technigues
for time —domain EM system//Geophysics. — 1984. — Vol. 49, N 7. —P. 934—
948.
112. Hood P. Mineral exploration. Trends and developments in 1985//Cana-
dian Mining Journal. — 1986.— Vol. 107, N 1. —P. 22—64.
113. Hood P. Mineral exploration. Trends and developments in 1984//Cana-
dian Mining Journal. —1985. —Vol. 106, N 1. —P. 14—41.
114. Hood P. Mineral exploration. Trends and developments in 1983//Cana-
dian Mining Journal. — 1984.— Vol. 105, N 1. —P. 10—37.
115. The state of the art in ground transient electromagnetic systems. The
new improved Geonics EM-37-3//Canadian Mining Journal.— 1984. — Vol. 105,
N 1. —P. 20.
Кроме того, [5, 12, 14, 16, 46, 86, 106].
К главе X
116. Бердичевский М. Н. Электрическая разведка методом магнитотеллу-
рического профилирования. — М.: Недра, 1968. — 255 с.
117. Бердичевский М. Н. Электрическая разведка методом теллурических
токов. — М.: Гостоптехиздат, 1960. — 238 с.
118. Бердичевский М. Н., Жданов М. С. Интерпретация аномалий
переменного электромагнитного поля Земли. — М.: Недра, 1981. — 328 с.
119. Баньян Л. Л., Дебабов А. С, Юдин М. Н. Интерпретация данных
магнитотеллурических зондирований неоднородных сред.—М.: Недра, 1984.—
198 с.
23*
355

120. Дмитриев В. И. Электромагнитные поля в неоднородных средах.—
М.: Изд-во МГУ, 1969.— 131 с.
121. Рокитянский И. И. Исследование аномалий электропроводности
методом магнитовариационного профилирования. — Киев, Наукова думка, 1975. —
279 с.
122. Рокитянский И. И. Индукционное зондирование Земли. — Киев:
Наукова думка, 1981. — 296 с.
Кроме того, [3, 5, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 22, 31, 88].
К главе XI
123. Анищенко Г. Н. Кажущаяся продольная проводимость в электрораз-
ведке//Экспресс-информация. — Сер. IX. — М.: Изд. ВИЭМС, 1974.—
Вып. 21. —40 с.
124. Ваньян Л. Л. Становление электромагнитного поля и его
использование для решения задач структурной геологии. — М.: Наука, 1966.— 103 с.
125. Глубинные электромагнитные исследования на Кольском
полуострове с применением МГД-генераторов/Е. П. Велихов, Б. П. Жуков, Г. И.
Горбунов и др.//Труды XXVII Международного геологического конгресса. —
Научная программа. — М., 1984. — С. 139.
126. Методические рекомендации по анализу зондирований становлением
поля в ближней зоне в горизонтально-неоднородных средах//Тр.
СНИИГГИМС — Новосибирск, 1983. —38 с.
127. Сидоров В. А. Импульсная индуктивная электроразведка. — М:
Недра, 1985. —192 с.
128. Хмелевской В. К. Номограмма-палетка для интерпретации волновых
кривых зондирований становлением поля//Экспресс-информация. — Сер.
Региональная, разведочная и промысловая геофизика. — М.: Изд. ВИЭМС,
1974. —№ 81. —5 с.
Кроме того, [3, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 19, 22, 32, 88, 97, 100, 106, 107].
К главе XII
129. Жданов М. С, Френкель М. А. Миграция электромагнитных полей
при решении обратных задач геоэлектрики. — ДАН СССР, 1983. — Т. 271,
№ 3. — С. 589—594.
130. Захаров В. X. Электроразведка методом дипольного индуктивного
профилирования. — Л.: Недра, 1975. — 224 с.
131. Индукционная электроразведка для наземных и скважинных
исследований/В. В. Вронский, Ю. И. Булгаков, Е. С. Бугаева, А. Б. Великий, By
Тху Хыонг, П. П. Макагонов//Методы разведочной геофизики. — Л.: Изд.
НПО «Рудгеофизика», 1984. —С. 3—29.
132. Исаев Г. А., Корольков Ю. С, Ерхов В. А. Электроразведка ЗС при
решении задач рудной и нефтяной геофизики: Обзор. — М.: Изд. ВИЭМС,
1984. —59 с.
133. Каменецкий Ф. М., Тимофеев В. М. О возможности разделения
индукционного и поляризационного эффекта//Изв. АН СССР. — Сер. Физика
Земли. — 1984. — № 12. — С. 89—94.
134. Каменецкий Ф. М., Тимофеев В. М., Мамаев В. А.
Аэроэлектроразведка методом переходных процессов. — М.: Недра, 1978. — 65 с.
135. Каменецкий Ф. М., Тимофеев В. М., Скворцова С. В. Индукционная
вызванная поляризация в горизонтально-слоистой среде//Изв. вузов. —
Геология и разведка. 1984. — № 10. —С. 72—76.
136. Каменецкий Ф. М., Тимофеев В. М. Скин-эффект при
электромагнитных зондированиях//Изв. АН СССР. — Сер. Физика Земли.— 1984. — №11.—
С. 98—101.
137. Каменецкий Ф. М., Тимофеев В. М. О возможности разделения
индукционного и поляризационного эффектов//Изв. АН СССР. — Сер. Физика
Земли. — 1984. — № 12. — С. 89—94.
356

138 Куликов А. В., Шемякин Е. А. Электроразведка фазовым методом
вызванной поляризации. — М.: Недра, 1978.— 157 с.
139. Крюкова Л. Г. Приближенный способ интерпретации зондирований
становлением поля в ближней зоне//Математическое моделирование
электромагнитных полей. —М.: Изд. ИЗМИРАН, 1983. —С. 214—222.
140. Методические рекомендации по детализационным исследованиям
методом переходных процессов с незаземленными и заземленными источниками
поля/Под ред. В. Ф. Сарбаша. — Алма-Ата: Изд. НПО «Рудгеофизика», Каз-
ВИРГ, 1985. —123 с.
141. Низкочастотная индуктивная электроразведка при поисках и
разведке магнитных руд/Ю. И. Блох, Е. М. Гаранский, И. А. Доброхотова, И. В. Ре-
нард, Ю. В. Якубовский. —М.: Недра, 1986.— 192 с.
142. Опыт применения аэроэлектроразведки методом переходных
процессов в комплексе с квантовой магнитометрией/Ф. М. Каменецкий, В. М.
Тимофеев, Ю. Ю. Сикачевский, В. А. Мамаев, В. П. Шумов//Экспресс-информа-
ция. — Разведочная геофизика. — М.: Изд. ВИЭМС, 1985. — Вып. 9.— С. 15—
21.
143. Руководство по применению метода переходных процессов в рудной
геофизике/Под ред. Ф. М. Каменецкого. — Л.: Недра, 1976.— 128 с.
144. Светов Б. С, Мизюк Л. Я., Поджарый В. М. Рудная электроразведка
по методике эллиптически поляризованного поля. — М.: Недра, 1969.— 136 с.
145. Сидоров В. А., Я хин А. М. О вызванной поляризации горных пород
при индуктивном возбуждении//Изв. АН СССР. — Сер. Физика Земли.—
1979. —№ П. —С. 46—50.
146. Филатов В. В, Применение фокусирующих преобразований
неустановившихся электромагнитных полей к решению обратных задач рудной элек-
троразведки//Индукционные исследования верхней части земной коры. — М:
Изд. ИЗМИРАН. — С. 35—40.
147. Шауб Ю. Б. Методы аэроэлектроразведки, основанные на
использовании искусственных электромагнитных полей. — Л.: Недра, 1971. — 222 с.
Кроме того, ,[3, 5, 8, 12, 14, 15, 16, 17, 19, 22, 25, 27, 82у 97, 101, 106, 107,
109, 124, 127].
К главе XIII
148. Векслер В. И., Спасенных Ю. С. О способах исключения влияния
колебаний азимута естественного переменного магнитного поля на аномалии
вертикальной компоненты//Тр. ЦНИГРИ. — 1974.— Вып. 116.— С. 123—126.
149. Векслер В. И., Спасенных Ю. С. Интерпретация аномалий угла
наклона вектора естественного переменного магнитного поля при картировании
рудных районов//Тр. ЦНИГРИ. — 1975. —Вып. 119, —С. 95—102.
150. Дмитриев В. И., Кокотушкин Г. А. Альбом палеток для магнитотел-
лурического зондирования в неоднородных средах. — М.: Изд-во МГУ. 4.1.—
1971. —67 е.; Ч. 2— 1973. — 82 с; Ч. 3 — 1975. —82 с.
Кроме того, [5, 14, 15, 16, 17, 82, 85].
КНИГА ВТОРАЯ
К главам I и II
151. Богородский В. В., Бентли Ч., Гудмандсен Я. Радиогляциология.—
Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 312 с.
152. Борисов Б. Ф., Гуревич Г. Ф., Чигирина И. И. Методические указания
по обработке и интерпретации результатов радиопросвечивания в
анизотропных средах при редкой сети скважин. — М.: Изд. ЦНИГРИ, 1984. — 50 с.
153. Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах. — 2-е изд., доп. и пере-
раб. —М.: Наука, 1973.— 343 с.
154. Гордеев С. Г., Седельников Э. С, Тархов А. Г. Электроразведка
методом радиокип.—М.: Недра, 1981.— 132 с.
357

155. Дмитриев В. #., Барышникова И. Л., Захаров Е. В. Аномальные
электромагнитные поля пластовых тел. — Л.: Недра, 1977.— 167 с.
156. Методические рекомендации по применению аэроэлектроразведки
методом СДВР. —Л.: Изд. НПО «Рудгеофизика», 1984. —108 с.
157. Новые возможности скважинно-наземных радиоволновых
измерений/Б. Ф. Борисов, А. В. Вешев, В. А. Истратов, О. Н. Морозова//Тр.
ЦНИГРИ. — 1984. — Вып. 192. — С. 52—60.
158. Петровский А. Д. Радиоволновые методы в подземной геофизике.—
М.: Недра, 1971. —223 с.
159. Петровский А. Д., Кухарев В. Ф., Федорова Э. А. Использование вол-
новодного эффекта тонких слоев при разведке золотокварцевых месторожде-
ний//Тр. ЦНИГРИ. — 1983. — Вып. 179. — С. 70—74.
160. Радиолокационное зондирование теплых горных ледников/В. С. Лу-
чининов, Ю. Я. Мачерет, В. Н. Рудаков, В. К. Хмелевской//Тр. ЗакНИГМИ.—
Баку, 1974. —Вып. 58 (64). —С. 211—224.
161. Руководство по радиоволновым методам скважинной и шахтной
геофизики.—М.: Недра, 1977. —333 с.
162. Седельников Э. С. Влияние рельефа местности на поле удаленного
источника переменного электромагнитного поля//Изв. АН СССР. — Сер.
Физика Земли.—1983. —№ 7. —С. 102—106.
163. Седельников Э. С, Гордеев С. Г., Лунин Ю. Г. Аппаратура для
аэроразведки методом СДВР//Тр. ЦНИГРИ. — 1984. —Вып. 192. —С. 41—45.
164. Седельников Э. С., Трошкин Ю. Н„ Сущее В. И. Аппаратура
СДВР-4//Геофизическая аппаратура. — Л.: Недра, 1985. — Вып. 82. — С. 38—
45.
165. Скорняков С. М., Тархов Л. Г. Объемное представление
геофизических полей рудных месторождений//Подземная геофизика при поисках и
разведке минерального сырья. — Ереван: Изд. АН АрмССР, 1983. — С. 26—32.
166. Тархов А. Г., Бондаренко В. М., Скорняков С. М. Подземная
геофизика при оптимизации систем разведки//Подземная геофизика при поисках
и разведке минерального сырья. — Ереван: Изд. АН АрмССР, 1983. — С. 33—
37.
167. Финкельштейн М. И., Лазарев Э. И., Чижов А. Н. Радиолокационные
аэроледомерные съемки рек, озер, водохранилищ. — Л.: Гидрометеоиздат.—
1984. — 213 с.
168. Финкельштейн М. И., Кутев В. А., Злотарев В. П. Применение
радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии. — М.:
Недра, 1986. —128 с.
169. Шилин Б. В. Тепловая аэросъемка при изучении природных
ресурсов.— Л.: Гидрометеоиздат, 1980. — 247 с.
Кроме того, [3, 4, 7, 8, И, 15, 16, 17, 19, 22, 45, 88, 97, 101, 103, 106, 107].
К главе III
170. Деменицкая Р. М., Городниикий А. М. Измерение электрических полей
в океане. — Л.: Недра, 1979. — 88 с.
171. Свешников Г. Б. Электрохимические процессы на сульфидных
месторождениях. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1967. — 160 с.
172. Семенов А. С. Электроразведка методом естественного
электрического поля. — Л.: Недра, 1980. — 446 с.
173. Семенов А. С, Новожилова М. Е„ Азарова Л. Ф. Поле плоских
поляризованных тел//Вопросы геофизики. — Л.: 1987. — Вып. 31. — С. 58—70.
174. Цицишвили Н. Д., Семенов А. С, Новожилова М. Е. Поле
поляризованной сферы с малым размером катода//Вестник ЛГУ. — Сер. геол. и геогр.,
вып. 1. — 1972. — № 6. —С. 27—35.
Кроме того, [2, 4, 5, 7, 14, 15, 16, 17, 181.
К главам IV и V
175. Геннадиник Б. И. Теория явления вызванной поляризации.
Новосибирск: Наука, 1985.— 278 с.
358

176. Комаров В. Л. Электроразведка методом вызванной поляризации.—
2-е изд. —Л.: Недра, 1980. —391 с.
177. Кормильцев В. В. Переходные процессы при вызванной
поляризации.— М.: Наука, 1980.—112 с.
178. Круглова 3. Д. Геологическая природа аномалий вызванной
поляризации на газонефтяных месторождениях//Разведочная геофизика. — М.: Недра,
1972. — Вып. 49. — С. 58—65.
179. Методические рекомендации по применению станции ЭВП-203 при
электроразведочных работах на стадии поисков месторождений полезных
ископаемых/В. И. Лемец, В. Ф. Сарбаш, Г. В. Орлов и др.— Алма-Ата: Изд. НПО
«Рудгеофизика», КазВИРГ, 1986.— 127 с.
180. Методические указания по применению электроразведочной станции
СВП-74/Л. М. Иоффе, В. А. Комаров, Г. Н. Михайлов и др, —Л.: Изд. НПО
«Рудгеофизика», 1980.— 140 с.
181. Методы геофизики в гидрогеологии и инженерной геологии/Н. Н. Го-
ряинов, Н. Н. Шарапанов, В. Н. Чубаров и др. — М: Недра, 1985.— 183 с.
182. Методы изучения поляризации горных пород переменным током.
Свердловск: Изд. УНЦ АН СССР, 1974.— 131 с.
183. Михайлов Г. #., Юргенс И. Р., Яговкин Б. В. Методическое
руководство по методу вызванной поляризации.—Л.: Недра, 1973.— 168 с.
184. Основы амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации/
В. П. Мельников, Б. И. Геннадиник, Л. 3. Бобровников и др. — Якутское
книжное изд-во, 1974. —222 с.
185. Попов И. И. Опыт применения метода ВП при поисках рудных
месторождений в Узбекистане. — Ташкент: ФАН, 1985. — 71 с.
186. Рысс /О. С. Геоэлектрохимические методы разведки. — Л.: Недра,
1983. —255 с.
187. Скважинная электроразведка методом вызванной поляризации/
В. А. Комаров, Л. С. Хлопонина, А. Н. Балашов и др. — Л.: Недра, 1969.—
157 с.
188. Шаповалов О. М., Черныш В. Ю., Кузьмичев В. В. Метод
произвольной вызванной поляризации и его практическое применение//Методы
разведочной геофизики. — Л.: Изд. НПО «Геофизика», 1976. — Вып. 26. — С. 85—
95.
189. Шейнманн С. М. Современные физические основы теории
электроразведки. — Л.: Недра, 1969. — 222 с.
190. Bertin J., Loeb J. Experimental and theoretical aspects of induced
polarization. — Berlin, Stuttgart, Gebruder Borntraeger, 1976.— P. 13—18.
Кроме того, [4, 5, 14, 15, 16, 17].
К главе VI
191. Ваньян Л. Л., Шиловский П. Я. Глубинная электропроводность
океанов и континентов. — М.: Наука, 1983. — 85 с.
192. Дьяконова А. Г., Ингеров А. И., Роштянский И. И.
Электромагнитные зондирования на Восточно-Европейской платформе и Урале. — Киев: Нау-
кова думка, 1986. — 140 с.
193. Каленое Е. Н. Корреляционная связь между рельефом фундамента
и полем ТТ в некоторых районах Восточно-Европейской платформы//Разве-
дочная геофизика. — М.: Недра, 1973. — Вып. 59. —С. 62—67.
194. Комплексное геофизическое изучение тектоносферы континентов/
В. Б. Бурьянов, В. В. Гордиенко, С. Н. Кулик, И. М. Логвинов. — Киев: Нау-
кова думка, 1983. — 176 с.
195. Коровые аномалии электропроводности: Сб. трудов/Под ред.
А. А. Жамалетдинова. — Л.: Наука, 1984.— 160 с.
196. Паркинсон У. Введение в геомагнетизм. — М.: Мир, 1986.— 527 с.
197. Разведочная геофизика СССР на рубеже 70-х годов: Сборник
статей.—М.: Недра, 1974.— 687 с.
Кроме того, [5, 6, 14, 16, 55, 65, 116, 122, 124].
359

К главе VII
198. Березкин В. М., Киричек М. А., Кунарев А. А. Электроразведка//
Применение геофизических методов разведки для прямых поисков
месторождений нефти и газа. — М.: Недра, 1978. — С. 73—131.
199. Березкин В. М., Киричек М. А., Кунарев А. А. Комплексная
интерпретация геофизических данных//Применение геофизических методов для прямых
поисков залежей нефти и газа. — М: Недра, 1978. — С. 182—203.
200. Временные методические указания по проведению геофизических Da-
бот с целью прямых поисков залежей нефти и газа. — М.: Изд. ВИЭМС,
1979.— 132 с.
201. Исследования нестационарных электромагнитных полей при сложных
формах возбуждающего импульса/А. А. Гроза, Т. В. Руденко, Н. В. Рева,
B. Г. Негода//Тр. ИЗМИРАН. — 1985. — С. 142—152.
202. Каленое Е. Н. Геологическое истолкование результатов магнитотел-
лурической разведки. — М: Недра, 1974. — 149 с.
203. Каленое Е. Н. Геологическая эффективность нефтегазовой
электроразведки.— М.: Недра, 1970.— 162 с.
204. Каленое Е. Н., Терехин Е. И. Эффективность применения
электроразведки при поисках нефти и газа//Геофизические исследования земной
коры. — М.: Недра, 1976. —С. 137—141.
205. Кару с Е. В., Кузнецов О. Л., Киричек М. А. Проблема поисков
месторождений нефти и газа прямыми геофизическими и геохимическими методами.
Достижения и перспективы//Советская геология.— 1981. — № 3.— С. 15—16.
206. Круглова 3. Д. Геологическая природа аномалий вызванной
поляризации на газонефтяных месторождениях//Разведочная геофизика. — М.:
Недра, 1972. —С. 58—65.
207. Кунин Н. Я. Подготовка структур к глубокому бурению для поисков
залежей нефти и газа. — М.: Недра, 1981. — 304 с.
208. Методика выявления и подготовки объектов для поисков залежей
углеводородов в платформенных районах СССР/Под ред. Д. Б. Тальвирского//
Тр. ВНИГНИ. — 1982. — Вып. 237. — 160 с.
209. Поспеев В. И. Результаты региональных магнитотеллурических
исследований в южной части Сибирской платформы//Геофизические
исследования Сибирской платформы. — Иркутск: Вост.-Сиб. книжное изд-во, 1977.—
C. 58—66.
210. Прямые поиски месторождений нефти и газа геофизическими метода-
ми//Реф. сборник. — Сер. Региональная, разведочная и промысловая
геофизика.— М.: Изд. ВИЭМС, 1971. —№ 22. — С. 66—109.
211. Сидоров В. А., Тикшаев В. В. Электроразведка зондированиями
становлением поля в ближней зоне. — Саратов. — Изд. НВ НИИГГ, 1969. — 58 с.
Кроме того, [6, 8, 11, 16, 65, 66, 77, 124].
К главе VIII
212. Геофизические исследования горных ударов/М. М. Петухова,
В. А. Смирнов, Б. Ш. Винокур, А. С. Дальнов. — М.: Недра, 1975.— 134 с.
213. Геофизические методы исследований при поисках и разведке
угольных месторождений основных бассейнов СССР. — Кемеровское книжное изд-во,
1974.— 123 с.
214. Гитлин Я. Л., Величко В. А. Метод электрической корреляции при
изучении мелкоамплитудной тектоники угольных месторождений Донбасса//
Разведка и охрана недр.— 1974. — № 4. — С. 38—42.
215. Грачев А. А. Геофизические работы в угольных шахтах//Сборник
трудов ВЗПИ. —Сер. Геология угля. — М., 1971. — Вып. 71. —С. 101—110.
216. Грачев А. А., Яковлев Д. В. Радиоволновое просвечивание угольных
пластов//Разведочная геофизика. — М.: Недра, 1976.— Вып. 73. — С. 101—
106.
360

217. Гречу хин В. В. Изучение угленосных формаций геофизическими
методами. — М.: Недра, 1980. —360 с.
218. Демиденко Н.М., Давыдов М. О., ЛабунскийЛ. В. Геофизический
метод обнаружения крепких включений во вскрышных породах//Уголь. — М.:
Недра, 1976. — №> 12. —С. 60—62.
219. Мамаев В. Н„ Колеватов Л. К. Опробование метода
высокочастотной электромагнитной корреляции на угольных месторождениях Южной Яку-
тии//Изв. вузов. — Сер. Геология и разведка.— 1984. — №8. — С. 61—66.
220. Матюшечкин В. Ф., Молев М. Д., Дзис Н. Д. Опыт применения трех-
электродного злектропросвечивания на антрацитовых шахтах Восточного Дон-
басса//Методика и техника шахтной геологии и геофизики. — Л.: Изд. В НИМИ,
1980. — С. 69—74.
221. Мясников Ю. Г., Матюшечкин В. Ф. Экономическая эффективность
способов разведки геологических нарушений в пределах выемочных столбов
на шахтах Подмосковного бассейна//Технология добычи угля подземным
способом.—М.: Недра, 1968. —№ 9 (21). —С. 70—72.
222. Наставление по работе на аппаратуре РЭУ-5 при прогнозировании
оползней на уступах бортов карьеров. — Белгород: Изд. ВИОГЕМ, 1970.—
87 с.
223. Ржевский В. В., Коренберг Е. Б. Рудничная радиоинтроскопия и
радиосвязь.— М.: Недра, 1972. — 256 с.
224. Савенков Н. У., Новиков Е. Л. Опыт применения полевой
электроразведки при картировании зон обводненности в надугольных известняках на
шахтах-новостройках//Исследование и совершенствование способов, средств
осушения и очистной выемки шахт Подмосковного бассейна.—Тула, 1980.—
С. 16—24.
225. Чирка Д. В. Применение непрерывного частотного зондирования для
картирования кровли упинских известняков в Подмосковном бассейне//Тр.
Подмосковного науч.-исслед. и проект.-конструк. угольного инст-та. —1973.—
Вып. 14. —С. 183—186.
226. Шафаренко В. А, Воротников В. М. Скважинные геофизические
работы по изучению тектоники угольных месторождений Карагандинского бас-
сейна//Состояние и внедрение геофизических методов исследований скважин
угольных месторождений. — М.: Недра, 1974. — С. 156—161.
Кроме того, [6, 16, 50, 49, 59, 79, 83].
К главе IX
227. Бродовой В. В. Геофизические исследования в рудных провинциях. —
М.: Недра, 1984. —270 с.
228. Бродовой В. В. Методы исследования геофизических полей над
основными рудоносными структурами: Обзор. — М.: Изд. ВИЭМС, 1975. — 52 с.
229. Бродовой В. В. У американских геофизиков//Разведка и охрана
недр.—1974. —№ П. —С. 45—48.
230. Геофизические поиски рудных месторождений. — Алма-Ата: Поли-
графкомбинат, 1970. — 610 с.
231. Комплексирование геофизических методов при решении геологических
задач. — М.: Недра, 1976. — 495 с.
232. Курс месторождений твердых полезных ископаемых. — Л.: Недра,
1975.— 631 с.
233. Новицкий Г. П. Комплексирование геофизических методов
разведки.—Л.: Недра, 1974. —256 с.
234. Скважинная рудная геофизика. — Л.: Недра, 1971. — 535 с.
Кроме того, [5, 6, 8, 11, 13, 14, 16, 40, 45, 63, 83, 86, 90, 94, 130, 140, 143,
147, 165, 171, 172, 176, 185, 186].
361

К главе X
235. Бондаренко В. М., Демидович О. А., Тархов Л. Г. Первые
результаты комплексного применения геофизических методов для прямых поисков
месторождений алмазов в Якутской АССР//Изв. вузов. — Сер. Геология и
разведка.— 1961. — № 2. —С. 118—132.
236. Борков В. С, Коншина Ю. П. Поиски и разведка месторождений
строительных материалов геофизическими методами. — М.: Недра, 1970.—
132 с.
237. Геофизические исследования при поисках и разведке месторождений
слюд/И. А. Бареев, М. И. Голод, В. А. Меньшиков, В. А. Дягилев//Геофизи-
ческие исследования Сибирской платформы и смежных регионов. — М.: Изд.
ВНИИГеофизика, 1982.— 184 с.
238. Гудков А. С, Киевленко Е. Я., Кондратов С. Н. Основы поисков и
разведки месторождений пьезоэлектрических минералов. — М.: Госгеолтех-
издат, 1963.— 127 с.
239. Интерпретация результатов измерений методом незаземленной петли
над крутопадающими намагничивающими пластами/Блох Ю. И.,
Доброхотова И. А. и др.//Изв. вузов. — Сер. Геология и разведка.— 1979. — № 8.—
С. 62—68.
240. Кондратов С. Н. Применение геофизических методов при поисках
и разведке месторождений пьезоэлектрических минералов//Методика,
техника и результаты геофизической разведки. — М.: Недра, 1967. — С. 455—461.
241. Котик В. С, Рогачев Б. В. О возможности импеданса полей
сверхдлинных радиоволн для поисков скрытых кимберлитовых тел//Тр. ЦНИГРИ. —
1974.— Вып. 119. —С. 56—62.
242. Рогачев Б. В. Фазовые аномалии поля сверхдлинных радиоволн над
кимберлитовыми телами//Тр. ЦНИГРИ. — 1974. — Вып. 119. —С. 46—56.
243. Сапужак Я. С. Высшие производные электрического потенциала в
геофизической разведке. — Киев: Изд-во КГУ, 1967.— 181 с.
Кроме того, [6, 8, 10, 13, 14, 16, 76, 82].
К главе XI
244. Богословский В. А., Клименко В. И., Огильви А. А. Оценка
эффективности дренажных сооружений на оползневых склонах Черноморского
побережья Кавказа по данным геоэлектрических наблюдений//Проблемы
инженерной геологии Северного Кавказа. — Сочи: Изд. ПНИИС, 1973. — С. 66—85.
245. Богословский В. А., Кузьмина Э. И., Огильви А. А.
Электрометрический метод контроля прочности цементного камня, образующегося при
цементации горных пород//Вестник МГУ. — 1973. — № 4. — С. 62—68.
246. Богословский В. Л., Огильви А. А. О возможностях геофизических
методов при изучении разгрузок пресных вод в прибрежных зонах морей//
Водные ресурсы. —1973. —№ 1. —С. 178—185.
247. Иванов Б. И., Хмелевской В. К. Геолого-геофизические изыскания
как основа ускоренного проектирования и строительства подземных выработок
в горных карстовых районах//Комплексные изыскания при строительстве
гидротоннеля в карстовой области Горного Крыма. — Симферополь, 1971.—
С. 171 — 184.
248. Малькановицкий И. М. Геофизические методы при региональных
гидрогеологических исследованиях. — М.: Недра, 1984.— 175 с.
249. Мелькановицкий И. М., Ряполова В. Л., Хордикайнен М. А. Методика
геофизических исследований при поисках и разведке месторождений пресных
вод. — М.: Недра, 1982. —239 с.
250. Методы геофизики в гидрогеологии и инженерной геологии. — М.:
Недра, 1985. — 184 с.
251. Огильви И. Л. Физические и гидрогеологические поля в
гидрогеологии. — М.: Наука, 1974. — 160 с.
252. Павлова Т. Л., Хмелевской В. К. Оценка водопроводимости толщ по-
362

род по их поперечному электрическому сопротивлению//Гидротехника и
мелиорация. — 1978. — № 11. — С. 47—48.
253. Тархов А. Г., Фролов А. Д. Физические свойства горных пород при
низких температурах//Физические свойства горных пород и полезных
ископаемых. — М.: Недра, 1984.— С. 275—287.
254. Хмелевской В. К. Применение геоэлектрических исследований при
гидромелиоративных изысканиях//Экспресс-информация. — Сер.
Гидрогеология и инженерная геология. — М: Изд. ВИЭМС, 1972. — № 2. — С. 1—10.
255. Черняк Г. Я. Электромагнитные методы в гидрогеологии и
инженерной геологии. — М.: Недра, 1987. — 215 с.
256. Шарапанов Н. И., Черняк, Г. Я., Барон В. А. Методика геофизических
исследований при гидрогеологических съемках с целью мелиорации земель. —
М.: Недра, 1974. —174 с.
257. Якупов В. С. Электропроводность и геоэлектрический разрез мерзлых
пород. — М.: Наука, 1968. — 180 с.
Кроме того, [5, 14, 16, 45, 49, 59, 85, 154, 160, 167, 168, 169].
К главе XII
258. Барта Я. Исследование мест коррозии по трассе трубопровода или
кабеля//Состояние и перспективы развития геофизических методов
исследований, применяемых в рудной, шахтной и инженерной геологии. — М.: Изд. СЭВ,
1968. —С. 112—113.
259. Беляев И. И., Христов Е. К., Христов Е. В. Использование метода
радиоволнового просвечивания для обнаружения скважин при их сбойке с
горными выработками//Изв. вузов. — Сер. Геология и разведка. — 1973. — №8.—
С. 106—111.
260. Озерская М. Л. Исследование коррозии подземных металлических
сооружений методами электроразведки. — М.: Гостоптехиздат, 1950. — 80 с.
261. Франтов Г. С, Пинкевич А. А. Геофизика в археологии. — Л.: Недра,
1966. —212 с.
262. Хмелевской В. К., Либерман А. А. О геофизических исследованиях
трасс тоннелей//Вестник МГУ. — Сер. Геология.— 1978. — №4. — С. 46—50.
Кроме того, L5, 16, 40, 45, 49, 50, 59, 75, 83, 154, 168, 169, 172J.
К приложениям
263. Единые нормы выработки и времени на полевые электроразведочные
работы методами вертикального электрического зондирования и дипольного
электрического зондирования. — М.: Изд. ВИЭМС, 1974. — 60 с.
264. Единые отраслевые нормы выработки и времени на полевые
электроразведочные работы методом вызванной поляризации.—М.: Изд. ВИЭМС,
1977.—199 с.
265. Единые отраслевые нормы выработки и времени на полевые
электроразведочные работы методом естественного электрического поля. — М.: Изд.
ВИЭМС, 1977. —24 с.
266. Единые отраслевые нормы выработки и времени на полевые
электроразведочные работы методом электропрофилирования с аппаратурой типа
АЭ-72. —М.: Изд. ВИЭМС, 1977. —39 с.
267. Полевые электроразведочные работы: Дополнение к единым нормам
выработки и времени на полевые геофизические работы. — М.: Недра, 1975.—
57 с.
268. Правила безопасности при геологоразведочных работах. — М.:
Недра, 1976. — Разд. II. Электроразведка. — 222 с.
269. Справочник укрупненных проектно-сметных нормативов (СУСН) на
геологоразведочные работы.—М.: Недра, 1983.— Вып. 3. Геофизические
работы. — Ч. 2. Электроразведка. — 119 с.
270. Эскин В, М., Володин В. М., Булатов А. В. Планирование
геофизических работ с использованием экономико-математических методов. — М.:
Недра, 1985. —64 с.
363

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Проектирование, организация
и производство электроразведочных работ
Электроразведка применяется для решения многочисленных
задач, связанных
— с региональными и картировочно-поисковыми
исследованиями как при изучении определенных территорий, так и при
сплошных по-планшетных съемках суши и акваторий с
постепенным укрупнением масштабов;
— с поисково-разведочными работами на все полезные
ископаемые, расположенные на разных глубинах и в резко
отличающихся природных условиях;
— с изысканиями при строительстве всевозможных
сооружений с отличающимися требованиями к точности получаемой
информации; поисках подземных вод для питьевого,
промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения; почвенном
картировании (особенно с точки зрения изучения динамики
вещественного и водно-солевого состава почв); выявлении мерз-
лотно-гляциологических особенностей, решении тех или иных
техногенных, археологических, природно-охранных и других
задач.
В связи с этим проектирование и проведение
электроразведки имеют следующие особенности.
Во-первых, объекты и задания могут быть самыми
разнообразными, требующими выбора одного или нескольких
электроразведочных методов с разной эффективностью решения
поставленных задач.
Во-вторых, в качестве заказчика могут выступать те или
иные ведомства с отличающимися требованиями к точности
геофизической информации и объемами финансирования. Это
предопределяет возможность применения либо легких, портативных,
дешевых и, как правило, малоинформативных методов
электроразведки, либо более сложных, дорогих и детальных методов.
В-третьих, проектирование работ должно ориентироваться
на использование передовой техники и технологии работ, но
учитывать наличие реальной аппаратуры и кадров. По этой
причине в проектировании должны принимать участие исполнители
работ.
В-четвертых, проектирование электроразведки должно
осуществляться в соответствии с действующей «Инструкцией по
электроразведке» [5], нормативными документами Мингео
СССР, Госстроя СССР и других ведомств, используемыми для
расчета смет расходов на проведение работ.
В-пятых, совершенствование планирования электроразведки,
как и других геофизических методов, должно проводиться на
364

основе комплексирования разных геолого-геофизических
методов на базе использования экономико-математических методов
с расчетом на ЭВМ альтернативных решений и выбором
наиболее эффективных из них в информативном и стоимостном
отношениях [270].
Проектирование [5, 16, 263, 264, 265, 266, 267, 269]
Основанием для проектирования электроразведочных работ
является выданное заказчиком или вышестоящей организацией
геологическое задание на конкретный объект работ. Объектами
работ могут быть: а) месторождения полезных ископаемых или
их части; б) рудные поля, пояса и полосы; в) рудные районы,
рудоносные структуры и зоны; г) нефтегазоносные структуры
и площади; д) угленосные и водоносные бассейны или их части,
торфяные площади; е) геологические и гидрогеологические
регионы или их части; ж) покровные и горные ледники, ключевые
с точки зрения изучения мерзлоты участки; з)
сельскохозяйственные угодья, особенно зоны мелиорации; и) площади и
участки под строительство, поиск погребенных объектов и т. п.
Работы могут выполняться как самостоятельными, так и
входящими в комплексные экспедиции (партии)
специализированными электроразведочными партиями (отрядами),
работающими как посезонно, так и круглогодично.
В практической деятельности электроразведочной партии
или отряда выделяют этапы: проектирование, организация
полевых работ, ликвидация этих работ, камеральные работы.
Содержание и характер работ на каждом этапе, их объемы
и сроки проведения определяются проектом.
Назначение проекта — обоснование выбора наиболее
эффективных методов и способов электроразведки, методики и
техники исследований, аппаратуры, оборудования и снаряжения,
организации производства полевых электроразведочных и
связанных с ними других видов работ, а также получение исходных
данных для расчета сметной стоимости работ. Проекты, как
правило, составляются с учетом комплексного использования
различных видов исследований.
Название проекта на электроразведочные работы должно
соответствовать геологическому, техническому или иному
целевому заданию и отражать стадию и направленность
проектируемых работ. Проект состоит из геолого-методической и
производственно-технической частей со сметой расходов.
В геолого-методическую часть входят следующие разделы
и главы: геологическое задание, географо-экономический очерк
района работ; обзор изученности, т. е. анализ и оценка
полезности ранее проведенных работ, отмечается обеспеченность
работ топографическими картами, аэрофотоматериалами; геологи-
365

чсская, гидрогеологическая и геофизическая характеристики
объекта работ; методика, техника, объемы проектируемых
работ и требования к их качеству.
В проекте приводятся подсчет объема полевых работ в
натуральных показателях, перечень отчетных материалов,
масштабы графических приложений и сроки по текущей,
оперативной и завершающей отчетности. В целом проектируемый
комплекс исследований должен быть оптимальным, обеспечивающим
выполнение геологического задания в установленные
сроки и при минимальных затратах средств. Оптимальность
выбранного комплекса может быть примерно оценена
сопоставлением расчетной стоимости возможных вариантов проектируемых
работ по укрупненным показателям или на основе анализа
альтернативных экономико-статистических моделей [269, 270].
На основе характеристики района полевых работ,
удаленности от центра камеральных работ и базирования партий
(отрядов), объемов, видов работ и условий их проведения (категории
местности, способов транспортировки и т. п.), а также
социальных условий на период работ (проживание, снабжение
персонала во время полевых работ) определяют: численный состав
и квалификацию работников, их зарплату согласно
существующим законам, командировки для сбора материалов,
снаряжение, технику и собственно проведение полевых работ, способы
транспортировки персонала и техники, сроки выполнения
подготовительных, полевых, ликвидационных, камеральных работ
и сдачи отчетов.
К проекту прилагают: 1) мелкомасштабную обзорную карту
или аэрофотосхемы района работ; 2) обзорную геологическую
карту с контурами участков проектируемых работ и карту
геофизической изученности района; 3) наиболее характерные
геологические и геоэлектрические разрезы участка; 4) схему
расположения проектных профилей на геологической основе в
масштабе отчетных карт; 5) топографо-геодезический и
маркшейдерский материал; 6) списки необходимой аппаратуры,
оборудования, снаряжения, материалов; 7) копии протоколов
согласования и утверждения проекта, геологического задания на
проектирование работ, заключений на проект; 8) список
использованной литературы, фондовых материалов; 9) другие
материалы по усмотрению составителей проекта.
Нормирование [263, 264, 265, 266, 267]
Нормирование электроразведочных работ, являясь
важнейшей составной частью научной организации труда, направлено
на выявление и использование возможных резервов и
дальнейшее совершенствование организации производства. Под
воздействием научно-технического прогресса непрерывно обновляются
366

аппаратура, оборудование, методика, организация и
непосредственно производство полевых электроразведочных исследований,
а также геологическая интерпретация их данных, что, в свою
очередь, отражается на применяемых нормативах и нормах.
В настоящее время ведущее положение по объемам
выполняемых полевых работ, важности решаемых геологических
задач в разведочной геофизике занимают те методы
электроразведки, теория и методика применения которых разработаны
достаточно глубоко и обеспечены серийно выпускаемой
аппаратурой, оборудованием и снаряжением. К числу таких методов
относятся: ВЭЗ, ДЭЗ, ЭП, ЕП, ВП, МТЗ, МТП, ЗС, МПП, ДИП,
ДК и др. На все перечисленные методы электроразведки
разработаны и изданы массовым тиражом единые (частично —
типовые) нормы выработки и нормы времени, а также справочник
укрупненных проектно-сметных нормативов для расчетов смет
[269]. При проектировании электроразведочных работ важно
правильно обосновать не только выбор методов
электроразведочных исследований, обеспечивающих наиболее полное и
экономичное решение геологических задач, но и используемые
нормативы и нормы трудовых и материальных затрат на
проектируемые работы.
Техника безопасности [3, 16, 268]
При производстве электроразведочных работ в зависимости
от вида применяемой аппаратуры, оборудования, а также
местных условий работ источниками поражения людей могут быть
различные факторы: электрический ток, технологическое
оборудование, транспортные средства, огнеопасные материалы,
окружающая среда и т. п. Поэтому персонал партий (отрядов)
допускается к производству полевых работ только после
изучения правил техники безопасности и оказания первой помощи
пострадавшим. Знание правил по технике безопасности
проверяется комиссией под руководством начальника или главного
инженера (старшего геофизика) партии. Результаты проверки
фиксируются в протоколе или в соответствующем журнале.
Справка о прохождении инструктажа выдается персоналу
партии (отряда) на руки.
Основными источниками поражения при
электроразведочных работах являются электрические генераторы и
преобразователи, аккумуляторные и сухие батареи, а также токонесущее
оборудование. Небрежное обращение с ними, даже при
относительно низких напряжениях, в неблагоприятных условиях
(сырая погода, утомленное состояние персонала и др.) может
привести к поражениям током с тяжелыми последствиями для
здоровья. Поражение электрическим током проявляется в виде
электрического удара (общее поражение организма) и ожога
(внешнее поражение). Обычно поражение тем сильнее, чем
367

сильнее ток и выше его напряжение и больше время воздействия
на организм человека. С увеличением переходного
сопротивления источник тока — человек, человек — земля опасность
поражения уменьшается.
Во избежание несчастных случаев, в том числе поражений
током, при производстве электроразведочных работ необходимо
выполнять следующие правила.
1. Следить за тем, чтобы применяемые аппаратура,
оборудование, транспортные средства и снаряжение всегда были в
исправном состоянии, а их использование должно проводиться
в строгом соответствии с требованиями заводских инструкций
и соответствующих правил безопасности.
2. Перед включением тока (аппаратуры) оператор должен
оповестить об этом весь работающий персонал
соответствующим сигналом, давать четкие распоряжения исполнителям
и требовать от них их повторения. После окончания измерений
необходимо отключить все источники тока.
3. При работе с электроустановками напряжением выше
200 В источники тока и заземления должны быть ограждены
и снабжены щитами с надписью, предупреждающей об
опасности поражения: «Под напряжением, опасно для жизни». При
больших разносах питающей линии АВ за пределами
видимости, у заземлений следует оставлять охрану из двух человек.
4. При прокладке линий АВ и MN необходимо соблюдать
условия, предохраняющие провода от порчи и возможных
утечек (например, при переходе дорог и разного характера
сооружений).
5. Всю аппаратуру и оборудование, находящиеся под
напряжением, необходимо заземлять. Персонал партии должен быть
обеспечен защитными изоляционными средствами:
резиновыми ковриками, перчатками, обувью и т. д.
6. Во время работы, когда аппаратура и оборудование
находятся под током, персоналу партии запрещается: отходить
от своих рабочих мест, исправлять что-либо в аппаратуре
и оборудовании, допускать посторонних лиц к заземлениям,
источникам тока, щиткам. Запрещается работать во время грозы.
7. В случае поражения током необходимо немедленно
выключить ток или изолирующим материалом отнять
пострадавшего от токонесущих устройств. При отсутствии дыхания
приступить к искусственному дыханию, закрытому массажу
сердца и вызвать врача.
8. Во всех полевых подразделениях должны быть средства
для оказания первой медицинской помощи при тушении
пожаров. Запрещается ложиться в посевы и на траву, под
автомашины или вблизи них, купаться в неотведенных для этого местах,
пользоваться в кузовах спецмашин керосинками, примусами,
паяльными лампами и т. д.
368

9. При производстве электроразведочных работ на водных
акваториях (море, озеро, река) необходимо соблюдать
перечисленные правила применительно к условиям работы на
соответствующих судах. Кроме того, необходимо иметь в виду
следующее: а) при электроразведочных работах на море пользование
источниками тока напряжением выше 220 В допускается толька
с разрешения Морского Регистра СССР; б) при волнении моря
более 4 баллов производство работ запрещается; в) работы
ночью могут выполняться только специально подготовленной
бригадой, а на корме каждого рабочего судна должен быть
установлен прожектор; г) спуск и подъем электроразведочной
косы с кормы судна во всех случаях производится двумя
работниками под наблюдением вахтенного штурмана; д) на корме
должен быть спасательный круг с бросательным концом.
Охрана природы
В настоящее время объем и характер геологоразведочных»
в том числе электроразведочных, работ таковы, что их
выполнение может привести к нарушениям естественного состояния
окружающей среды. Например, при проведении
электроразведочных работ могут возникать нарушения ландшафта,
вызванные прорубкой просек и трасс, прокладкой подъездных путей,
неосторожным пользованием огнем, замусориванием участков,
работ личными отходами, проходкой канав и шурфов для
устройства заземлений или для проверки выявленных аномалий
и т. д. Поэтому при проектировании электроразведочных или
сопутствующих им работ, связанных с воздействием на
окружающую среду, необходимо получить разрешение на
проведение таких работ и предусмотреть в проекте и смете
рекультивацию нарушенных объектов.
Отчетность [5, 16]
Периодичность и сроки представления, содержание и
объемы отчетности определяются вышестоящей организацией
и проектом работ. В общем случае отчеты подразделяются на
информационные, годовые или предварительные (если работы
выполняются в течение нескольких лет) и окончательные
(представляются после завершения работ).
Информационные отчеты должны содержать основные
сведения о выполнении плана и направлении работ на предстоящий
период, о методике, технике, качестве работ, о геологических
результатах и соответствии выполненных работ проекту. Если
по характеру деятельности партии необходимо иметь годовой
(или предварительный) отчет, последний составляется по той
же схеме, что и информационный, но с более подробным осве-
24—815
36fr

щением (текстовым и графическим) полученных геологических
результатов.
В окончательном отчете должны быть подробно изложены
задачи, особенности реализации и результаты всех видов
выполненных работ. Отчет включает следующие разделы (главы):
введение; раздел I — географо-экономическая характеристика
района работ; раздел II — задачи работ, методика и техника их
выполнения; раздел III — геологическая интерпретация полевых
материалов; раздел IV — геологические результаты работ,
оценка их значимости, рекомендации по направлению последующих
работ; заключение — оценка степени полноты выполнения
геологического задания.
Отчет должен быть кратким и четким. Объем его
определяется содержанием и характером проведенных работ. Если
работы выполнялись на нескольких разрозненных участках, в
зависимости от требований к отчету анализ и описание работ и
полученные результаты даются отдельно по участкам.
Окончательные отчеты имеют текстовые и графические приложения.
К текстовым приложениям относятся: аннотация;
информационная карточка по установленной форме для сдачи во Всесоюзные
или территориальные геологические фонды (ВГФ или ТГФ)
в трех экземплярах; список текстовых и графических
приложений к отчету; рецензии на отчет; выписка из протокола научно-
технического совета (НТС) по рассмотрению отчета; список
использованной литературы и фондовых материалов; таблицы
результатов интерпретации, координат точек наблюдения; акты
передачи геологических материалов заинтересованной
геологической организации, приемки полевых материалов партии и
сдачи их в архив после окончания камеральных работ и т. д.
К обязательным графическим приложениям к отчету
относятся: обзорные карты изученных площадей и участков работ
с указанием положения, нумерации магистралей, ряда
профилей и крайних точек наблюдений; планы расположения точек
выполненных наблюдений в масштабе съемки (или на разряд
крупнее) с нанесенной координатной сеткой, а также
магистралей и профилей, горных выработок и скважин; геологические
и топографические карты изученных площадей в масштабе
съемки или близком к нему; карты графиков физических полей
•ло данным полевых измерений; альбомы и карты типов кривых
зондирований; карты изогипс опорных горизонтов;
геофизические карты и разрезы по результатам работ в масштабе съемки;
графики физических полей над известными геологическими
разрезами; графики и кривые контрольных наблюдений, а также
каротажа.
Один экземпляр картографического материала должен быть
выполнен без искажения масштаба на восковке, остальные
экземпляры подготавливаются с помощью множительных аппара-
370

тов. Все графические материалы прилагаются в конце отчета
или оформляются отдельным томом, в зависимости от их
количества. Графика подписывается исполнителем работ. Оценку
отчету и работе партии дает НТС по пятибалльной системе.
Оформляются отчеты не менее чем в пяти экземплярах, из
которых первый направляется во Всесоюзные геологические
фонды, второй — в территориальные геологические фонды, а
остальные рассылаются заинтересованным геологическим
организациям. Извещение ВГФ (или ТГФ) о приемке отчета на хранение
является основанием для фактического завершения работ и
списания производственных затрат.
Соблюдение всех указанных требований обязательно и в тех
случаях, когда окончательный отчет электроразведочной партии
является разделом в общем отчете по работам комплексных
геологоразведочных, геофизических и других партий и экспедиций.
Если партия (отряд) является сезонной, ее деятельность после
сдачи отчета прекращается, что оформляется соответствующим
приказом или распоряжением вышестоящей организации.
Деятельность круглогодичной партии (отряда) продолжается на
том же объекте (при этом сданный отчет считается
промежуточным) или на других объектах согласно новому
геологическому заданию.
Основные обязанности
инженерно-технического персонала [5, 16, 268]
Укомплектование партии (отряда) кадрами производится
в соответствии с видами и объемами работ, предусмотренными
в проекте.
Инженерно-технический состав партии (отряда): начальник
партии (отряда), старший (главный) геофизик, геофизик
(инженер-оператор, инженер-интерпретатор), старший техник
(оператор, вычислитель), техник (оператор, вычислитель),
специалисты смежных специальностей (геологи, геодезисты,
топографы, петрографы и др.)- Число работников соответствующей
квалификации по каждой партии (отряду) определяется
согласно действующим нормам выработки.
Начальник партии (отряда) несет ответственность за ее
работу с момента организации и до ликвидации работ, включая
соблюдение правил безопасности, отчетности, обеспечивает
правильное решение поставленных геологических задач,
выполнение работ в соответствии с проектом и требованиями
действующих инструкций, осуществляет контроль за качеством работ
и своевременным составлением текущих и окончательных
отчетов, а также других документов по роду деятельности партии
(отряда), несет ответственность за правильное использование
и сохранность аппаратуры с момента ее получения со склада
24*
371

до сдачи на склад, организует нормальные условия быта и
социально-культурные условия жизни коллектива.
Начальник партии (отряда) обязан регулярно, не реже
одного раза в месяц, производить приемку всех полевых
материалов с оценкой их качества и подсчетом подлежащего
актированию объема выполненных работ. Начальник партии
(отряда) вносит в вышестоящую инстанцию предложения по
уточнению и изменению проекта работ, необходимость которых
вытекает из полученных результатов проведенных исследований,
а в случае выяснения явной нецелесообразности дальнейшего
продолжения работ — предложения об их прекращении.
Старший (главный) геофизик следит за правильностью
ведения работ в методическом и техническом отношении,
непосредственно обеспечивает контроль за качеством измерений
и наблюдений, правильностью ведения технической
документации; руководит обработкой, интерпретацией и оформлением
материалов; непосредственно участвует в составлении отчетности
по деятельности партии (отряда). В тех партиях (отрядах), где
должность старшего (главного) геофизика не
предусматривается, его функции выполняет начальник партии (отряда).
Инженер-оператор несет ответственность перед начальником
партии (отряда) за рабочее состояние аппаратуры, технически
и методически правильное производство наблюдений с
конкретной аппаратурой, обеспечивающее качественное выполнение
требований проекта работ. Он организует свою работу и
руководит ею на участке, производит наблюдения и записывает их
в журнал, следит за правильностью и полнотой документации,
руководит первичной обработкой материалов, регулярно
передает начальнику партии (отряда) или инженеру-интерпретатору
полевую документацию, принимает участие в камеральной
обработке материалов, в составлении отчетов, а также в ремонте
и наладке аппаратуры.
Старший техник (техник-оператор), работающий в качестве
помощника инженера-оператора, непосредственно участвует
в работе, следит за правильностью действий рабочих на
установках, принимает участие в их ремонте, под руководством
инженера-оператора ведет документацию полевых наблюдений
и полевую графику. Старший техник (техник-оператор),
работающий самостоятельно, выполняет все обязанности, указанные
для инженера-оператора.
Инженер-интерпретатор непосредственно руководит
камеральной обработкой материалов. Совместно с начальником
и старшим (главным) геофизиком партии (отряда) или по их
поручению производит приемку полевой документации от
полевых отрядов, руководит обработкой и осуществляет
интерпретацию материалов, принимает участие в составлении текущей
и окончательной отчетности и отвечает за правильность оформ-
372

ления всех отчетных материалов партии (отряда) наряду с
начальником и старшим (главным) геофизиком партии (отряда).
Старший техник (техник)-вычислитель, работающий в поле
под руководством инженера (старшего техника), ведет
полевую документацию и графику. Старший техник
(техник)-вычислитель, работающий в камеральном бюро, действует под
руководством инженера интерпретатора, производит контрольные
вычисления, построение и вычерчивание (при отсутствии
картографа) необходимых графиков и карт, выполняет другие
работы по обработке и интерпретации полевых материалов.
Независимо от занимаемого положения весь персонал
партии в своей работе должен исходить из важнейшего условия —
обеспечение высокого качества полевых исследований при
строжайшем соблюдении техники общей и электробезопасности.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обозначения физических величин и их единиц
Физические величины обозначаются либо сокращенной
записью их наименований (с использованием русских, латинских
или греческих букв), либо специальными значками (например,
57°17'44,8", 9%, 3%, 20°С и т. д.). Смешанное применение
русских и иностранных буквенных обозначений в одном и том же
издании не допускается (кроме справочников по системам
единиц).
Сокращенные обозначения единиц, названных по фамилиям
ученых, пишутся с прописной (заглавной) буквы. Например,
ампер — А, бел — Б, ватт — Вт, вольт—В, генри — Г, герц — Гц.
В сокращенных обозначениях производных единиц следует
пользоваться точкой как знаком умножения и косой чертой как
знаком деления. Например, ом-метр — Ом-м, сименс на метр —
См/м. Если же знаменатель является произведением нескольких
единиц, то все произведение следует заключить в скобки.
Например, плотность потока энергии — Дж/(с-м2).
Наряду с логарифмической единицей децибел (дБ и dB) все
чаще применяется единица децилог, численно совпадающая
с децибелом, но имеющая более широкий смысл. Децибел
сохраняется только для измерений уровней мощности (но не
напряженности поля). Децилог определяется как 10 десятичных
логарифмов данной величины и записывается обязательно
с нижним индексом, соответствующим наименованию
измеряемой величины. Например, dlogA — децилог ампера.
В табл. 1 приведены некоторые электрические и магнитные
величины, принятые в СИ. Соответствующие единицы
записаны в русском и международном обозначениях.
Десятичные кратные и дольные единицы
В табл. 2 приведены множители и приставки для
образования десятичных кратных и дольных единиц. Применение
приставок допускается только в наименованиях единиц, уже
имеющих широкое распространение. В сложных наименованиях,
состоящих из произведения единиц, приставку следует
присоединить к наименованию первой единицы. Например, «килоом-
метр», а не «ом-километр». Если наименованию величины
соответствует отношение единиц, то приставка присоединяется
к наименованию числителя. Например, напряженность
электрического поля 1000 В/м следует именовать «киловольт на метр»
(кВ/м), а не 103 В/м. Килограмм — исключение и может вхо-
374

Таблица 1
Наиболее часто применяемые обозначения
электромагнитных величин и единиц
Величина
Ток
Плотность тока
Электрический заряд
Плотность заряда
(объемная)
Электрический
потенциал
Напряженность
электрического поля
Электрическое
смещение
Электрическая
емкость
Абсолютная
диэлектрическая
проницаемость
Электрическое
сопротивление
Удельное
электрическое сопротивление
Электрическая
проводимость
Удельная
электрическая проводимость
Магнитная индукция
Магнитный поток
Напряженность
магнитного поля
Индуктивность
Абсолютная
магнитная проницаемость
Скорость света в
вакууме
Вектор Умова —
Пойнтинга
Символ
/
/
Q
я
ф
Е
D
С
г
R
Р
S
а
В
Ф
Н
L
М-
с
S
Единица

Наименование
ампер
ампер на
квадратный
метр
кулон
кулон на
кубический
метр
вольт
вольт на
метр
кулон на
квадратный
метр
фарад
фарад на
метр
ом
ом-метр
сименс
сименс на
метр
тесла
вебер
ампер на
метр
генри
генри на
метр
метр в
секунду
ватт на
квадратный
метр
Обозначение
русское
А
А/м2
Кл
Кл/м3
В
В/м
Кл/м2
Ф
Ф/м
Ом
Ом-м
См
См/м
Тл
Вб
А/м
Г
Г/м
м/с
Вт/м2

международное
А
А/т2
С
С/т3
V
V/m
С/т2
F
F/m
Q
Q-m
S
S/m
T
Wb
A/m
H
H/m
m/s
W/m2
Размеренность
I
L"2I
TI
L"3TI
L2MT-3I~1
LMT_3T-i
L~2TI
L-2M~1T4I2
L_3M_iT4I2
L2MT~3I2
L3MT"3I2
L-2M-nr3I-2
L_3M-lT3T-2
MT-2!-1
L2MT_2I_!
L-П
L2MT_2I_2
LMT-4-2
LT"1
MT-3
1
375

дить в знаменатель без ограничения. Если же наименование
исходной единицы уже имеет приставку, то кратные и дольные
единицы добавляются к грамматической основе наименования
исходной величины. Для килограмма дольные единицы
сочетаются с основой «грамм»: миллиграмм, микрограмм и т. д.
Применение единиц с приставками одновременно в
числителе и знаменателе наименования не допускается (например,
мВ/см). Исключаются также двойные приставки, например
прежнее наименование «милли-микрон».
Таблица 2
Образование десятичных кратных и дольных единиц
Множитель
1018
1015
1012
109
10б
103
ю2
10
ю-1
Ю-2
10"3
10"а
10"9
Ю-12
Ю-25
Ю-28
Приставка
экса
пета
тера
гига
мега
кило
гекто
дека
деци
санти
МИЛЛИ
микро
на но
пи ко
фемто
атто
Обозначение
русское
э
п
т
г
м
к
г
да
д
с
м
мк
н
п
Ф
а

международное
Е
Р
Т
G
М
к
h
da
d
с
m
ii
n
P
f
a
Примеры единиц
Наименование
эксабеккерель
петагерц
тераджоуль
гиганьютон
мегаом
килопаскаль
гектоватт
декалитр
дециметр
сантикюри
миллиампер
микровольт
наносекунда
пикофарад
фемтограмм
аттокулон
Обозначение
русское
ЭБк
ПГц
ТДж
ГН
МОм
кПа
гВт
дал
дм
сКи
мА
мкВ
НС
иФ
фг
аКл

международное
EBq
PHz
TJ
GN
MQ
kPa
hW
dal
dm
cKi
mA
HV
ns
PF
fg
aC

ОГЛАВЛЕНИЕ
МЕТОДЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
Глава I. Основы теории 3
§ 1. Основные понятия (Э. С. Седельников, Ю. Н. Соколов, А. Г. Тар-
хов) 3
§ 2. Нормальное и аномальные поля удаленной радиостанции (Э. С.
Седельников, А. Г. Тархов) 10
§ 3. Теоретические основы радиоволнового просвечивания (Ю. Н.
Соколов, С. М. Скорняков, А. Г. Тархов) 20
Глава II. Методика, техника и интерпретация высокочастотной
электроразведки 29
§ 4. Интерференционные и импульсные радиоволновые зондирования
(В. К. Хмслевской) 29
§ 5. Измерение высокочастотных полей при радиоволновых
просвечиваниях и в методе радиокип (С. Г. Гордеев, Э. С. Седельников, С. М.
Скорняков, А. Г. Тархов) 40
§ 6. Метод радиокип (С. Г. Гордеев, Э. С. Седельников, С. М.
Скорняков, А. Г. Тархов) 46
§ 7. Дистанционные сверхвысокочастотные аэрокосмические съемки
(А. Г. Тархов, В. К. Хмелевской) 53
§ 8. Метод радиоволнового просвечивания (С. М. Скорняков, Ю. Н.
Соколов, А. Г. Тархов) • 56
ГЕОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Глава III. Метод естественного электрического поля (Л. С. Семенов) 67
§ 9. Основы теории метода естественного поля 69
§ 10. Задачи, методика и техника работ, принципы интерпретации 91
Глава IV. Метод вызванной поляризации (В. А. Комаров) .... 99
§11. Основы теории метода 99
§ 12. Методика работ и интерпретация результатов 120
Глава V. Другие физико-химические методы 130
§ 13. Контактный и бесконтактный способы поляризационных кривых
(Ю. С. Рысс) 130
§ 14. Метод частичного извлечения металлов (И. С. Гольдберг,
iO. С. Рысс) 156
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ
Глава VI. Глубинные исследования и геологическое картирование 168
§ 15. Глубинные геоэлектрические исследования (М. Н. Бердичевский,
Л. Л. Ваньян) 168
§ 16. Среднемасштабное геологическое картирование (В. М. Бондарен-
коу А. Г. Тархов) 171
§ 17. Крупномасштабное и детальное картирование (В. М. Бондаренко,
Г. В. Демура, А. Г. Тархов) 179
377

Глава VII. Структурные исследования, поиски нефти и газа 183
§ 18. Поиски структур в осадочной толще (Е. Н. Каленое, В. К. Хме-
левской) 185
§ 19. Изучение погребенного рельефа фундамента (Е. Н. Каленое) . 189
§ 20. Исследования на море (О. В. Иазаренко, В. К. Хмелевской) . . 198
§21. Прямые поиски нефтегазовых месторождений (М. А. Киричек) 204
Глава VIII. Уголь (А. Я. Люков, А. А. Грачев) 214
§ 22. Региональное изучение угольных бассейнов и угленосных
провинций 216
§ 23. Поиски угольных месторождений 219
§ 24. Разведка угольных месторождений, полей шахт и разрезов . . 225
Глава IX. Металлы (В. В. Бродовой, А. Г. Тархов) 236
§ 25. Черные металлы 237
§ 26. Легирующие металлы 248
§ 27. Цветные металлы 262
§ 28. Другие металлы 281
Глава X. Нерудные ископаемые (В. М. Бондаренко, С. Н. Кондратов) 291
§ 29. Алмазы 291
§ 30. Горнотехническое сырье 294
§ 31. Строительные материалы 299
§ 32. Горно-химическое сырье 302
Глава XI. Инженерная геология и гидрогеология (В. М. Бондаренко,
А. Г. Тархов, В. К. Хмелевской) 304
§ 33. Исследование оснований под сооружения 304
§ 34 Изучение многолетней мерзлоты и ледников 320
§ 35. Поиски и разведка подземных вод 329
§ 36. Гидромелиоративные и почвенно-мелиоративные исследования 338
Глава XII. Другие области применения (5. М. Бондаренко, А. Г. Тархов) 342
§ 37. Решение горно-эксплуатационных задач 342
§ 38. Коррозия трубопроводов 346
§ 39. Электроразведка при археологических исследованиях . . . 348
Список литературы 350
Приложение 1. Проектирование, организация и производство
электроразведочных работ (А. Г. Тархов, В. К. Хмелевской) 364
Приложение 2. Обозначения физических величин и их единиц
(Д. Н. Шахсуваров) 374
»

Электроразведка: Справочник геофизика. В двух кни-
Э 45 rax/Под ред. В. К. Хмелевского и В. М. Бондаренко. Книга
вторая. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1989.—
378 с: ил.
ISBN 5—247—01839—7
Описаны основы теории, аппаратура, методика проведения работ,
интерпретация материалов высокочастотных (зондирования и
профилирования) и геоэлектрохимических (естественного и искусственного
возбуждения) методов электроразведки. Рассмотрено использование
электроразведки при глубинных исследованиях и геолого-структурном
картировании, поисках и разведке нефти, газа, угля, рудных и нерудных
полезных ископаемых, при инженерно-геологических,
гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических изысканиях. Во втором издании
(1-е изд. — 1980) описана новая аппаратура, расширены разделы по
теории и применению вычислительной техники.
Для геофизиков, геологов производственных организаций. Полезен
сотрудникам научно-исследовательских институтов, преподавателям и
студентам вузов.
л 1804050000—233
Эллп,л<, «* 94-89 ББК 26.2
043(01)—89

СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕ
ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА
СПРАВОЧНИК ГЕОФИЗИКА
В двух книгах
Книга вторая
Заведующий редакцией Е. Г. Першина
Редактор издательства В. И. Жукова
Технический редактор Л. Г. Лаврентьева
Корректоры Г. Л. Петушкова, Л. М. Кауфман
ИБ № 8535
Сдано в набор 19.01.89. Подписано в печать 30.05.89. Т-06582. Формат 60X90Vie. Бумага
типографская № 1. Гарнитура Литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 24. Усл.
кр.-отт. 24. Уч.-изд. л. 25,10. Тираж 6400 экз. Заказ 815/1545—3. Цена 1 р. 70 к.
Ордена «Знак Почета» издательство «Недра».
125047, Москва, пл. Белорусского вокзала, 3.
Московская типография № 11 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 113105, Москва, Нагатинская
УЛ., Д. 1.