СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Советский патент 1970 года по МПК G01V3/06 

Способ предназначается для изучения нелинейных электрических процессов на границе рудных тел. Известны способы геоэлектроразведки, основанные на .измерении нелинейных эффектов при возбуждении первичного поля токами двух частот. Для известных способов характерны влияние на измерения нелинейных процессов на питающих заземлениях, а также невозможность дифференцировать объекты, создающие аномалии, по их вещественному составу. Предложенный способ отличается тем, что первичное поле возбуждают стабилизированными по велиичне переменными токами прямоугольной формы и измеряют отношение амплитуды огибающей модулированного сигнала к амплитуде сигнала несущей частоты, а также сдвиг фазы между огибающей модулированного сигнала и сигналом модулирующей частоты возбуждающего поля, по которым судят о наличии и минералогическом составе рудных объектов. Использование предложенного способа позволяет повысить точность выделения рудных зон и дифференцировать рудные объекты по их вещественному составу. пряжении на приемны.х электродах; на фиг. 3 - схема установки для измерения нелинейного эффекта. В зе.млю через питающую ли.нию вводят переменные токи прямоугольной формы двух часгот: ток /i с периодом T-i и ток /2 с периодом Т-2. При наложении этих токов получается форма тока, показанная на фиг. 1. Стабилизатор тока, включенный в пптающую линию, поддерживает одинаковое напряжение как на уровне ), так и на уровне iz- Так как ток стабилизирован, то в его спектре отсутствуют новые частотные компоненты, возникающие в результате протекания тока через нелинейное сопротивление питающих электродов. Спектр тока содержит только основные частог1г1ты /1 - и /2 - Н их нечетные гармоники. TIT-i В предельном случае, когда 1 2/2, в питающей линии протекают серии импульсов тока с амплитудой 2/1 и Периодом следования Т. Направление тока периодически меняется с периодом Т. Только нелинейность сопротивления местных объектов в земле будет причиной возникновения комбинационных частот и новых гармоник напряжения в различных точках земли. Если вольт-амперная характеристика нелинейного сопротивления аппроксимирована уравнением U + , то на линейном сопротивлении возникают комбинационные частоты вида /„ ( + 1) /а ± (2, + 1) fi, поскольку спектр тока прямоугольной формы содержит только нечетные гармоники (2Pi + + I) fi и (2Р2 + 1) /2, где PI и Ра -целые числа. Комбинационные частоты не совпадают с нечетными гармониками возбуждающего тока, если частота /а равна одной из нечетных гармоник /1. Критерием для обнаружения электронопроводящ,его тела с нелинейной характеристикой и оценки его геометрических параметров служить величина коэффициента модуляUfции т --, равного отношению огибающей модулированного сигнала Uy к амплитуде несущей С//, . По коэффициенту модуляции трудно судить о дифференциации изучаемых объектов по вещественному составу, так как его величина определяется в значительной степени геометрическими факторами: размером тела, глубиной залегания, разносами установки и т. п. Для дифференциации объектов по вещественному составу предлагаемым способом измеряют сдвиг фазы между огибающей модулированного сигнала и сигналом низкой частоты возбуждающего поля. Лабораторные исследования показали, что электронопроводящие минералы различаются интенсивностью анодных и катодных процессов, обусловливающих нелинейные эффекты. У сульфидов в результате катодных процессов возникают втор.ичные поля более интенсивные, чем при анодных, у графита - наоборот. Это различие обусловливает разницу в сдвиге фазы между огибающей модулированного сигнала и низкочастотным возбуждающим напряжением. Когда катодный эффект -превыщает анодный, зависимость от силы тока лотенциала на приемном электроде, расположенном ближе к границе тела относительно более удаленного электрсэда, апроксимируется выражением U Uoi+lUir, в случае обратной зависимости U UQI-f/jis. При протекании токов двух частот модулированное напряжение в первом случае: 17 MJ (1 + + sin 0)1/) sin Ю2/, во втором:6м, 0/02 (1-2 - /01 sincoiO sincoa/. Схематическая форма сигналов, измеряемых на приемных электродах возбуждающего поля низкой частоты L/ модулированного напряжения высокой частоты t/{j и огибающей модулированного сигнала IJ° показана на фиг. 2. Полярность напряжения соответствует полярности электрода /И относительно электрода Л . Сигналы на фиг. 2а соответствуют превышению анодного эффекта над катодным, а на фиг. 26 - превыщению катодного эффекта над анодным. Таким образом, измеряя сдвиг фазы огибающей относительно возбуждающего напряжения, можно отличить эффекты, создаваемые сульфидными телами, от эффектов графитизированных пород. Предложенный способ может быть реализован следующим образом. На излучаемом участке устанавливают два питающих и два приемных заземления (фиг. 3). Через питающие заземления пропускают ток формы, показанной на фиг. 1. Генератор / служит источником возбуждающего тока, который проходит через стабилизатор 2. Напряжение с приемных электродов поступает на вход измерительной аппаратуры, с помощью которой измеряются напряжение частоты /1 на прие.мных электродах (из.меритель ), напряжение частоты /г (измеритель #), огибающая модулированного сигнала (блока 5). Приемные электроды перемещают по профилю и определяют зону с повыщенной величиной коэффициента .модуляции. В одной или нескольких точках с аномальными значениями фазометром 6 измеряют сдвиг фазы между огибающей модулированного сигнала и напряжением низкой частоты. По величине напряжения на прие.мных электродах и силе тока в питающей линии с частотой или /2 определяют кажущееся удельное сопротивление pjc /г- По отношению разности пряжений на приемных электродах, соответствующих частотам и /2, к напряжению на частоте fi определяют кажущуюся ноляризуеUf-UfМОСТЬ Т|к Исследуя графики коэффициента модуляции по профилю и определяя сдвиг фазы огибающей .модулированного сигнала относительно возбуладающего напряжения низкой частоты, .можно дифференцировать аномалии кажущейся поляризуемости в зависимости от свойств электронопроводящих объектов. Предмет изобретения Способ геоэлектроразведки, основанный на измерении нелинейных эффектов при одновре.менном возбуждении первичного поля токами двух частот (несущей и модулирующей), отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и разделения рудных объектов по минералогическому составу, первичное гюле возбуждают стабилизированными по величине переменными токами прямоугольной формы и из.меряют отношение амплитуды огибающей модулированного сигнала к амцлитуде сигнала несущей частоты, а также сдвнг фазы между огибающей модулированного сигнала и сигналом модулирующей частоты

возбуждающего поля, по которым судят о iiaличии и минералогическом составе рудных объектов.

WWW

4ftFlflfftFlfbFb bF

т.

tftftftftJ

Г и„ог