Электроразведка Электроразведка - часть разведочной геофизики, в которой с помощью электромагнитных полей изучают строение Земли с целью поиска полезных ископаемых и решения других прикладных задач. Электроразведка основана на различии электромагнитных свойств горных пород и руд

Закон Ома В 1826 немецкий физик Георг Симон Ом публикует свою работу «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество», где дает формулировку знаменитому закону. Закон Ома – физическая закономерность, которая определяет взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением проводника. Формулировка закона Ома – сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению.

Закон электромагнитной индукции Фарадея В 1831 г. М. Фарадеем было сделано одно из важнейших фундаментальных открытий в электродинамике – обнаружено явление электромагнитной индукции. В замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, охватываемого этим контуром, возникает электрический ток.

Источники естественного электромагнитного поля Земли 1. Электрические процессы в ионосфере и магнитосфере

2. Электрические процессы в атмосфере Электромагнитное поле грозовых разрядов – поле сложного взаимодействия метеорологических и электрических процессов, приводящих к грозовым разрядам (молниям). Количество молний за 1 сек на земном шаре более 100. Молния – это мощный электрический диполь. В атмосферном электричестве движение положительных зарядов вниз и встречное движение отрицательных зарядов вверх приводит к возникновению тока проводимости (I = 2,9*10-20 А/м 2). У поверхности Земли разность потенциалов ΔU = 100 В/м, а во время гроз В/м

3. Естественное электрическое поле Механизм образования окислительно- восстановительных потенциалов Фильтрационный механизм возникновения ЕП. I - двойной электрический слой, II - прочно связанная вода, III - рыхло связанная вода.

История возникновения электроразведки 1750 г Б.Франклин – исследования в области атмосферного электричества 1829 г Р.В.Фокс – наблюдения над естественными электрическими полями над колчеданными месторождениями 1882 г К.Барус – попытка использовать съемку естественного электрического поля для поиска рудных месторождений 1910 г К.Шлюмберже – разработал метод сопротивлений 1920 г Н.Лундберг – Электроразведка низкочастотным переменным полем 1922 г – высокочастотный метод электроразведки (метод индукции)

Простая электроразведочная установка для обнаружения естественного электрического поля электроды микровольтметр

Исследования на образцах пород

Значения удельного электрического сопротивления горных пород минерал (ом*м) Порода (ом*м) пирит глина 5 пирротин пески 100 графит Известняк 300 магнетит Мрамор 10 5 кварц Глинистый сланец 500 слюды Гранит Полевые шпаты Нефть 10 14

Первые попытки измерения удельного электрического сопротивления

Четырехэлектродная установка

Примеры профилирования с 4-х электродной установкой

Зависимость глубины исследования от размеров установки

Установка с двойными питающими электродами

Примеры применения установки с двойными разносами питающих электродов

Электрические зондирования на постоянном токе

Типичные трехслойные кривые ВЭЗ : а - графики КС, б - геоэлектрические разрезы; 1 и 2 - литологические и гидрогеологические границы; 3 и 4 - известняки массивные и трещиноватые; 5 - пески; 6 - глины; 7 - граниты

2-D и 3-D исследования на постоянном токе В многоэлектродной аппаратуре используется большой набор электродов (обычно от 48 до 128 штук), соединенных с помощью электроразведочных кос.

Схема переключений питающих и приемных электродов

Изучение мерзлоты

Низкочастотные индуктивные методы Зондирование становлением поля (ЗС) – метод электромагнитного зондирования с искусственным (контролируемым) источником, основанный на изучении поля переходных процессов, которое возбуждается в земле при изменении тока в источнике

Установка метода ЗС и примеры кривых U(t)

Варианты исполнения приемных и генераторных петель

Радиоволновые методы Метод радио КиП

Радиоволновое просвечивание ПРИНЦИП РАДИОТЕНИ

СХЕМА МЕЖСКВАЖИННЫХ РАДИОВОЛНОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ (РВГИ)

СХЕМА ОДНОСКВАЖИННЫХ РАДИОВОЛНОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ (ОРВП)

СХЕМА СКВАЖИННО-НАЗЕМНЫХ РАДИОВОЛНОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

ПОЛЕВЫЕ РАДИОВОЛНОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ С АППАРАТУРОЙ РВГИ-2005M. ДАЛМАТОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ (АВГУСТ-СЕНТЯБРЬ 2006 г) МОБИЛЬНЫЕ КАРОТАЖНЫЕ ПОЛНОПРИВОДНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ РАДИОВОЛНОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Георадар

Исследования болот и заболоченных участков

Георадарное обследование аэропортов

Проведение георадиолокационной съемки по периметру и вдоль колонны позволяет получить трехмерную модель объекта с арматурной сеткой Горизонтальные арматурные стержни Вертикальные арматурные стержни Обследование бетонных конструкций. Колонны. Материал предоставлен Ростовским государственным университетом путей сообщения. Явна В.А.

Два основных механизма возникновения магнитотеллурического поля - Солнце периодически испускает потоки заряженных частиц – солнечный ветер. После взаимодействия с магнитосферой и ионосферой получаем источник ЭМ колебаний в диапазоне частот от 0,0001 Гц до первых сотен Гц - Грозовые разряды возбуждают резонатор ионосфера-Земля и получаем еще один источник ЭМ – колебаний в диапазоне частот примерно от первых Гц до 12 КГц Магнитотеллурическое зондирование

Пример записи компонент естественного электромагнитного поля Земли (ЕЭМП)

Измерение магнитотеллурического поля

Результат интерпретации полученных данных

Поля используемые в электроразведке По происхождению естественные: магнитотеллурическое поле, возникающее в результате взаимодействия с Землей вихревых токов в ионосфере и грозовых разрядов; электрохимические поля, возникающие вследствие электрохимических, фильтрационных и диффузионно-адсорбционных процессов на границе раздела различных сред; искусственные – поля, которые создаются при помощи заземленных линий, подключенных к источнику переменного или постоянного тока, незаземленных контуров, питаемых переменным током, а также антенн.

решаемые задачи: изучение почв; поиск и изучение археологических объектов; поиск и изучение состояния техногенных объектов (трубопроводы, фундаменты, кабели и др.); изучение строения грунтов и их свойств при строительстве инженерных сооружений (инженерно-геологические задачи); изучение и поиск подземных вод (гидрогеологические задачи); изучение загрязнений грунтов и подземных вод (геоэкологические задачи); изучение многолетнемерзлых пород; проведение геологического картирования; поиск и разведка строительных материалов и других нерудных полезных ископаемых; поиск и разведка рудных месторождений; поиск и разведка геотермальных ресурсов; выявление локальных нефтегазоперспективных структур, оценка коллекторских свойств отдельных слоев осадочного чехла; изучение осадочных бассейнов на региональном уровне; изучение проводящих зон в земной коре и верхней мантии (глубинная геоэлектрика); мониторинг электромагнитных полей с целью изучения природных и техногенных процессов в Земле (например, для прогноза землетрясений).