Способ геоэлектроразведки Советский патент 1982 года по МПК G01V3/00 G01V3/16 G01V3/40 

(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Данное изобретение относится к разведке месторождений полезных ископаемых с помощью электрических и магнитных средств.

Известно, что залежи рудных и нерудных ископаемых генерируют электрические токи. На этом основан способ геофизической разведки, в котором исследуют распределение электрических токов 1.

Из-за необходимости использования заземленных электродов реализация его в движении (например в аэроварианте) невозможна. Серьезной-помехой, к тому же, является поляризация электродов.

Известен способ обнаружения магнитных вихрей.

Эффекты, наблюдаемые по этому способу/ на практике можно объяснить лишь наличием объемного электрического заряда, распределенного в атмосфере. Движение самолета относительно заряженной среды эквивалентно относительному переносу заряда - т.е. электрическому току, магнитное поле которого (и его вариации) отмечаются аэромагнитометром и не отражаются на показаниях, вариационной станции 2 .

Однако распределение объемной плотности такого заряда не имеет явной связи с геологией.

Наиболее близким к предлагаемому является способ геофизической разведки залежей полезных ископаемых путем-измерения естественных геоэлектрических токов, в котором измеряют параметры геомагнитного поля

10 по системе параллельных профилей без контакта с земной поверхностью, и по результатам измерений выделяют аномалии естественного электрического тока на поверхности Земли и

15 связанных с ними залежи полезных ископаемых 3.

Для равномерного обследования заданной плогпади съемку необходимо проводить по двум сетям взаимно пе20ресекающихся профилей, образующих систему замкнутых четырехугольных контуров, что приводит к удвоению объема работ по сравнению с обычной аэромагнитной съемкой. При определе25нии контурных интегралов требуются дополнительные данные о компонентах .местного геомагнитного поля, от точносси которых зависит достоверность конечного результата, особенно в

30 сильно возмущенных магнитных полях.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемых данных и повышение производительности труда.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу геоэлектроразведки, основанном на измерении естетвенных геоэлектрических токов, в котором измеряют параметры геомагнитного поля по системе параллельных профилей без контакта с земной поверхностью, измеряют ротор магнитной индукции и по его величине судя о наличии электрических токов.

На фиг.1 изображены элементы, используемые при интегрировании магнитного поля токовой нити; на фиг,2.схема устройства для реализации способа геофизическрй разведки.

Проанализируем некоторые практические результаты наблюдения контурных интегралов по геомагнитным данным. Из элементарных физических суждений следует, что полученные данные свидетельствуют не о распределении теллурических токов под дневной по,верхностью, а только о наличии атмосферного электрического тока, пронизывающего контур интегрирования.

Пример . Силовые линии магнитного поля токовой нити (проводника с током I) образуют систему концентрических окружностей., центры которых расположены На токовой нити. Если совместить круговой контур интегрирования с одной из таких силовых линий, то в любой точке контура напряженность магнитного поля Н буде направлена по касательной к этому контуру (фиг, 11. Согласно определению в контурном интеграле( Hd6) Н

J

есть проекция поля на элементарный отрезок контура сЭЕ.Дпя нашего случая

I

Н величина постоянная Н

тзш ° падающая по направлению с траекторией обхода по круговому контуру радиуса R (либр противоположная ему). Отсюда для полного круга

Hdl HZJiR

Подставив в правую часть зависимость Н от тока, убедимся, что численное значение интеграла равно току I

на2 1

в общем случае величина I есть полный ток или сумма всех токов, пронизывающих контур интегрирования произвольной формы (многоугольный круговой и т.п.). с другой стороны, для любой токовой нити, проходящей вне заданного контура интегрирования , аналогичная операция приведет к нулевому результату. Очевидно,что теллурические токи в принципе не могут внести вклада в интеграл, полученный на контуре, лежащем над зеМной поверхностью.

Для существования подобных электрических токов над земной поверхностью необходимы два условия: наличие свободных зарядов и некоторой электродвижущей силы, приводящей их в движение. Существование объемного заряда в атмосфере рассматривается геоэлектрикой как возможное объяснение природы электрического поля в атмосфере. Вихревые эффекты, наблюдаемые по способу 2, возможны так же только при наличии варьирующего во времени объемного электрического заряда. Источниками ЭДС в рассматриваемой задаче являются аномалии электрического потенциала, изучаемые электроразведкой.

Таким образом, при наличии объемного заряда в атмосфере, аномалия естественного электрического потенциала на поверхности Земли, связанная с залежью полезного ископаемого, порождает токовый обмен с атмосферой. Отсюда вытекает, что токовая аномалия над поверхностью Земли свидетельствует о наличии аномалии естественного электрического потенциала на этой поверхности.

Реализация способа требует прямого измерения электрических токов над поверхностью Земли, что возможно, в частном случае, с помсэщью так называемого магнитного роторомера, содержащего 4 феррозонда 1,2, 3 и 4 разнесенные между собой (фиг. Например, четыре феррозонда 1-4 с осями чувствительности, ориентированными согласно фиг.2, способны

аН:а

обеспечить измерение величины Эх

.ЭНх

(Численно равной вертикальной Эу

компоненте ротора магнитного поля.

Согласно известному равенству rotH j, измеренная величина будет искомой плотностью электрического тока j. Линейные феррозонды 1-4 можно сомкнуть в кольцевой феррозонд или использовать иные воспринимающие элементы, к примеру криогенные.

измерения токов более достоверные по. сравнению с расчетами контурного интервала. Отпадает надобность в создании двух систем пересекающихся профилей, что повышает производительность вдвое.

Формула изобретения

Способ геоэлектроразведки путем измерения естественных геоэлектрических токов, при котором измеряют параметры геомагнитного поля по системе параллельных профилей без контакта с земной поверхностью и по результатам измерений выделяют аномалии естественного электрического тока на поверхности Земли и связанные с ними залежи полезных ископаемых, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и производительности труда, измеряют ротор магнитной индукции и по его величине судят о наличии геоэлектрических токов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t±)

5 2. Васильев Р.Т., Васильева М.А. Способ обнаружения магнитных вихрей. АВТ.св. 606819, Бюлл.изобр. 1 10, 1976, с.110.

10 3, Pirson S.I. , Pirson I.E. US Pat 3943436 Line Integral Method of Magneto-electric Exploration March 9, 1976 (прототип).

,i

ж

;

x

у