Способ геоэлектроразведки Советский патент 1981 года по МПК G01V3/08 

(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геофизической разведки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано для определения минерал ного состава электроннопроводящих рудных тел, не имеющих выхода на поверхность земли. Оно может быть применено для выяснения природы аномали естественного электрического поля и вызванной поляризации. Известен способ геоэлектрор зведки, в котором возбуждают в земле линейно изменяющийся электрический ток и измеряют разность потенциалов вызванной поляризации в зависимости от плотности тока. Результаты представляют в виде гисуерезисных петель. Установлено, что отдельным по составу минергшам присущи разные гистерезисные кривые 1. Точность определения минерального состава горных пород этим способом невысока. Нсшболее близким по технической сущности является контактный способ поляризационных кривых, сущность которого заключается в том, что чере два или несколько питающих элек-Гродов, расположенных во вмещающих nqродах от внешнего источника,пропуска ется линейно нарастающий электрический ток, которым на границе оруденения возбуждаются катодные и анодные электрохимические реакции. Число реакций увеличивается с повышением силы питающего тока. Электрохимические реакции регистрируются в виде суммарных катодно-анодных поляризационных кривых, снимаемых при помощи неполяризующихся электродов, расположенных во вмещакмцей породе. В суммарных анодно-катодных кривых выделяются отдельные катодные и анодные кривые. Из последних определяют потенциал электрохимической реакции, по которому судят о минеральном составе изучаемых руд 2. Недостатками известного способа является невысокая точность разделение пород по их- минеральному составу. Кроме того, требуется получение большого числа поляризационных кривых, обработка которых весьма трудоемка. Цель изобретения - повышение точности разделения пород по их минеральному составу и повышение производительности труда. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе геоэлектроразведки, основанном на возбуждении линейно изменяющегося электрического тока на границе оруденения, не вскрытого горными выработками и скважинами, с последующей регистрацией разности потенциалов, электрический ток пропускают в землю в виде цикла пилообразных импульсов разного направления и дополнительно измеряют разностьпотенциалов при выключении тока, регистрируют результаты в виде петли гистерезиса, по параметрам котсфых судят о минеральном составе горных пород

Способ осуществляется следукицим образом.

Наблюдения проводятся с помощью пятиэлектродной симметричной установки AMONB, где О - центр приемной и питшощей линий. Размеры этих линий определяются из конк4)етных геологических задач и условий.

На выбранном участке, между питающими электродами АВ. пропускается ток определенного значения с измерением разности потенциалов при пропускании тока (uU(-|p) и при его выключении (AUgjK ) между следующими парами неполяризукяцихся электродов: MN, ОМ,ON Эта пятиэлектродная установка позволет исключить влияние цромдиленных помех и неоднородности вмещающих пород

Затем ток повышается на определенную величину, и вновь проводятся подобные измерения. Таким образом ток увеличивается до максимально возможного значения, определяемого мощностью источников, условиями заземления и т. п. Далее проводятся наблюдения в обратном порядке, т. е. при снижении величины тока с измерением ли,р и AUg, на тех же значениях поляризующего тока. Затем напр.авление тока изменяется на противоположное и повторяются все вышеописанные измерения. Таких циклов измерений проводится не менее трех, чтобы получить достоверные результаты,

В итоге после каждого цикла измерений получаются замкнутые кривые, подобные петлям магнитного гистерезиса. На этих кривых измеряются следующие элементы: ширина петли Е, величина тока пересечения 3 , площадь анодной и катодной частей петли 5„ и Sj, . Так как анодные и катодные .процессы на электронных проводниках протекают различно, то создается возможность определения вещес венного состава руд по части поляриз .ционной кривой, сравнивая ре анодную и катодную.составлякяцую.

Изобретение основано на использовании нелинейной зависимости между током и потенциалом на границе электронный проводник-раствор.

Известно, что на поверхности электронного проводника, при пропускании электрического тока происходят электрохимические реакции, характеризующиеся определенным потенциалом и предельным током реакции. Совокупность этих данных (поляризационная кривая) дает возможность определить материал электрода, по которому идет реакция.

Способ основан на использовании явления гистерезиса поляризационных кривых. По формальной ансшогии с теорией магнитного гистерезиса ферромагнитиков начальную часть поляризационной кривой электронного проводника можно представить в виде уравнения

ди аЗ + W

,где ли 3

величина разности потенциалов ( или д UgK ) величина поляризующего тока

а , b

эмпирические коэффициенты, характеризующие вид поляризационной кривой и степень поляризуемости конкретного электронного проводника. Из тех же аналогий известно, что эмпирический коэффициент Ь определяется уравнением

или

3

а коэффициент а определяется подстановкой. Величина а характеризует обратную поляризуемость.

При наличии разницы между анодными и катодными п{ оцессами мы имеем дело с несимметричной петлей гистерезиса, что выражается в различии эмпирических коэффициентов а и Ь, которые характеризуют конкретный минеральный состав рудного тела.

Формула изобретения

Способ геоэлектроразведки, основаный на возбуждении в земле линейно изменяющегося электрического тока и измерении разности потенциалов во пропускания электрического тока в виде поляризационных кривых, отличающийся тем, что, с целью повышения точности разделения горных пород по их минеральному составу, электрический ток пропускают в землю в виде цикла пилообразных импульсов разного направления и дополнительно измеряют разность потенциалов при выключении тока, резулт ты измерений изображают в виде гистерезисных петель, по параметрам Которых судят о минеральном составе горных пород. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дахнов В. Н. и др. Йссладоаакие скважин методом искусственн о вызванных потенциалов. - Сб. мысловая гeoфизиka, ГТТИ, 1952, О.4А82. 2. Авторское свидетельство CCCf 270120, кл. 6 01 V 3/06, 1970 (прототип), . .