Способ геофизической разведки Советский патент 1980 года по МПК G01V11/00 G01V3/08 

Изобретение относится к области геофизической разведки рудньох месторождений. Известен способ геофизической раз ведки, в котором изучают распределение температур естественного теплово го поля Земли и искусственных тепловых полей. По распределению температур и температурному градиенту судят о теплопроводности горных пород, раз мерах несднородностей и их составе 1 . Недостатком этого способа разведки является необходимость искусствен ного нагрева горных пород, что экономически невыгодно. Известен способ геофизической раз ведки рудных месторождений, заключающихся в том, что в одной выработке (скважине) располагают, заземляя, один питающий электрод, а другой относят в бесконечность другой вь1работки измеряют разность потенциалов электрического поля и пр получении характерного графика измерения разности потенциалов вдоль про филя делают вывод о сплошности и раз мерах рудного тела 2. Недостатком данного способа является возможное завЕлиение размеров изучаемого рудноа вдоль го тела, которое оценивают косвенно по графикам измеренной разности потенциалов . Известен способ геофизической разведки рудных месторождений, заключающийся в возбуждении переменного электромагнитного поля в исследуемой области, измерении характеристик электромагнитного поля в среде, окружающей рудное тело, и анализе результатов измерений, на основании которого делают вывод о нашичии и характеристиках рудного тела 3. Недостатком описанного способа является его низкая информационная способность при обнаружении геологических объектов, обусловленная тем, что измеряют только параметры электромагнитного поля, которые искажаются влиянием подводящих электропроводов, проявлением в аномгшьном поле преимущественно приэлектродных зон рудного тела и ограниченным объемом получаемой информации. Целью изобретения - повышение информативности геофизической разведки при обнаружении геологических объектов. Это достигается тем, что в способе электроразведки, в котором возбуждают электромагнитное поле в исследуемой среде и измеряют его параметры, дополнительно измеряют в исследуемой среде до и после возбуждения электромагнитного поля распределение температур путем, например, ре гистрацин инфракрасного излучения и по разности распределения температур и peэyльтaтa 1 измерения параметров электромагнитного поля судят о геологическом строении изучаемой среды. Анализируя особенности изменения . тем}1ературного распределения,связыBarot их с особенностями поглощения в исследуемой области среды и по результатам анализа определяют наличие, вероятный состав и размерЕл рудйого тела, а затем на основе сравнения полученных результатов с результатами оценки состава.среды, полученными на основе электромагнитных измерений, делают окончательный вывод : о характеристиках рудного местоРбз5ф;ения.

Известно, что под действием электромагнитного поля исследуемый объ0кт нагревается. Для нагревания гордых пород используется энергия поля, необходимогодля проведения геоэлеКтрическшс исследований.

рпособ осуществляется следугадим образом.

До начала возбуждения переменного электромагнитного поля регистрируют температуру изучаемой среды вдоль разведочного профиля путем перемещения; радиометра, регистрирующего инфракрасное излучение, вдоль стевки раз)ведрчного профиля. Изменение выходИого сигнала радиометра (наблюдаемое, например, на стрелочном, самопишущем или ином индикаторе) характеризует распределение температуры на поверхности окружающей среды вдол профиля. После начала действия источника одновременно с измерением переменного злектромагнитного поля вноаь регистрируют(распределение температуры на поверхности окружающей среды вдоль того же разведочного профиля, например вдоль прежнего,, очевидно, .что под действием электрического тока, проходящего через горные породы,распределение температур вдоль про-, филя изменится вследствие несдинаковой теплоемкости массиваТ Полученные до и после начала действия источника результаты температурных измерений сравнивают между собой и оценивают степень поглощения электромагнитной энергии участками среды. На основании сравнения определяют области с повышенным или пониженным поглощением энергии и, учитывая электромагнитные и тепловые характеристики горных пород, делают вывод о составе среды в пространстве, между источником и разведочным профилем. На основании измерений электромагнитного поля также делают предположение о составе среды. Далее, сравнивая данные, полученные при помощи температурных и электромагнитных измерений, и взаимно уточняя эти данные, делают окончательный вывод о составе среды,о наличии в ней рудного тела и его параметрах. Для того, чтобы оценить насколько изменяется температура вмещающей породы и рудного тела, .предположим, что мощность генератора

Р - поглощается в течение t - 30 ч вметающей породой с теплопрводностью Л- 1,2 вт/м.к. и температуропроводностью а - 10 . Тогда произведение удельной теплоемкости С на плотность р составит;

ср.д.

Vx-fA. Д-тя объема вмещающей породы, разного V - 8.10 м, что, например, соответствует кубу с ребром 20 м, указанное время температура изменится на величину А Т:

г,т-- -P-X--4- Q CBT)bo.,5.

CpN i2--fob д-к)к.|ух5е, При разрешающей способности современных измерителей перепадов температу.ры, например инфракрасных радиометров., на уровне 0,01 К и лучше, регистрация и исследование перепада 0,5 К не является сложной.

Рассмотрение местоположения област тепловой аномалии на температурном профиле помогает, помимо установления факта наличия рудного тела, оценить состав и размеры рудного тела. Например, протяженность проявившейся области с температурной аномалией позволяет оценить ориентировочно размеры месторождения в направлении вдо разведочного профиля, а абсолютная величина перепада и характер изменения температуры в этой области помохают судить о возможном составе рудного месторождения. Далее, сравнивая эти данные с результатами электромагнитных измерений и совместно их анализируя, делают окончательный вывод о наличии, составе и размерах рудного тела.

Преимуществом данного способа геофизической разведки является то, что для возбуждения электромагнитного поля в объекте исследования и нагрева его используют один источник энергии что повышает экономичность исследований.

. Формула изобретения

Способ геофизической разведки, в котором возбуждают электромагнитное поле в исследуемой среде и измеряют его параметры, отличающий-с я тем, что, с целью повышения информативности исследований, измеряют

в исследуемой среде до и после начала возбуждения электромагнитного поля распределение температур окружающей среды вдоль разведочного профиля и по результатам измерений распределения температур и параметров электромагнитного поля судят о геологическом строении изучаемой среды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ржевский В.В., Новак Г.Я.. 0сновы физики горных пород, Наука/ М., 1964, с,112.

2.Соловьев Г.П., Резсдубов А.А., Методыскважинной электроразведки при поисках и разведке рудных месторождений, М. , ,Недра, 1968, с. 7-8.

3.Якубовский Ю.В., Ляхов Л.Л., Электроразведка, М., Недра 1974, с.346-356 (прототип).