Осадочные горные породы (ОГП), это породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.

Плотность горных пород, определяется отношением массы горн. породы к её объёму. Плотность. зависит от их минерального состава, структурно-текстурных особенностей, пористости, вида вещества, заполняющего поры и пустоты (газ, нефть, вода), a также от условий образования и залегания горных пород. Измерение плотности на образцах ведётся главным образом гидростатическим способом, реже гамма-гамма методами. B естественном залегании плотность определяют по данным плотностного Гамма-гамма-каротажа либо (что менее точно) оценивают по данным гравиметрических исследований в горных выработках или путём расчётов по гравиметрическим съёмкам.

Знание плотности горных пород необходимо для введения поправки за влияние промежуточного слоя, за рельеф местности и для общего истолкования гравиметрических полей и аномалий. Различие в плотностях горных пород и их напряженном состоянии используется геологами и - геофизиками для прогнозирования и количественной оценки поровых (пластовых) давлений в разрезах бурящихся скважин. Гравиметрические измерения высокочувствительны к плотности горных пород под поверхностью. С увеличением глубины скважины увеличивается плотность горных пород и гидростатическое давление на забой, поэтому для сохранения объемного разрушения горных пород и достижения наименьшей энергоемкости процесса разрушения пород, необходимо с увеличением глубины увеличивать осевую нагрузку на долото. А это означает, что с увеличением глубины скважины следует увеличивать крутящий момент М на долоте.

Аппаратура РГП-2 предназначена для измерения плотности горных пород, пересекаемых скважиной, и мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения пород. Метрологическое обеспечение радиоизотопных измерений влажности и плотности горных пород включает в себя:

· Выбор и обоснование номенклатуры нормируемых метрологических характеристик; разработку:

· Образцовых мер, воспроизводящих размеры измеряемых величин;

· Образцовых средств измерений и методик их аттестации;

· Поверочных схем, определяющих систему передачи размера единиц влажности и плотности от образцовых средств измерений к рабочим влагоплотномерам;

· Методик поверки влагоплотномеров и проведения с их помощью измерений;

· Строгое соблюдение этих методик при проведении измерений.

Примерами взаимосвязи между плотностью и структурой минералов могут служить любые полиморфные модификации: алмаз (плотность 3,51 г/см3) и графит (2,23 г/см3), пирит (2,013 г/см3) и марказит (4,875 г/см3), низкотемпературный б - кварц (2,65 г/см3) и высокотемпературный в - кварц (2,51 г/см3). При одинаковом химическом составе на плотность оказывают влияние межатомные расстояния и координационные числа*, зависящие также от характера химической связи, а при прочих равных условиях - и взаимное расположение групп атомов в разных полиморфных модификациях. Для многих породообразующих и особенно рудных минералов типичны микропримеси. Эти включения незначительно сказываются на плотности минералов (менее 0,01 г/см3).

Пористость минералов при образовании, как правило, близка к нулю. Однако при последующих процессах преобразования и стрессовых нагрузках, характерных для зон разломов, зон смятия и в других случаях, наблюдается не только трещиноватость пород, но и проявление микротрещиноватости минералов, что снижает плотность. К снижению плотности приводят химическое и механическое выветривание пород и гидротермально-метасоматические процессы, затрагивающие также минералы. Наиболее типичные значения плотности минералов и пределы вариации плотности приведены в таблице 2.1 (использованы данные Н.Б. Дортман, 1984).

Плотность, определенная для большинства минералов, изменяется от 0,98 г/см3 (лед) до 22,5 г/см3 (группа осмистого иридия - невьянскит, сысертскит). Минералы классифицируются на плотные (>4 г/см3), средние (от 2,5 до 4 г/см3) и малой плотности (

Технология ВП, основанная на измерении вызванной поляризации, представляет собой эффективный инструмент для изучения геологической среды до глубин порядка нескольких сотен метров. Область ее применения включает поиск и разведку нефтегазовых и рудных месторождений, геокартирование, гидрогеологические и экологические изыскания.

Физические основы и области применения метода ВП

Метод вызванной поляризации (ВП) основан на изучении полей, создаваемых вторичными электрическими зарядами [Хмелевской, 1984; Жданов, 1986]. Эти заряды возникают в земле при пропускании через нее постоянного или низкочастотного (до 100 Гц) электрического тока.

Вторичные заряды образуются только в неоднородных средах, состоящих из твердой и жидкой фаз. В таких средах на границе фаз существует двойной электрический слой, для которого характерно упорядоченное положение ионов. При появлении внешнего источника поля наличие такой упорядоченной структуры способствует развитию сложных электрохимических процессов. При этом на одних участках постепенно, во время воздействия внешних, сторонних источников поля накапливаются заряды положительного, а на других — отрицательного знака. Таким образом, в среде образуются электрические диполи, которые и являются источниками поля ВП. При отключении внешнего поля вторичные заряды постепенно рассасываются.

Области применения метода ВП

Явление вызванной поляризации протекает весьма интенсивно при наличии в среде электронопроводящих минералов. Поэтому метод ВП является основным методом рудной геофизики [Комаров, 1980]. Причем, поскольку интенсивность аномалий ВП пропорциональна площади поверхности электронных проводников, метод позволяет картировать не только массивные, но и вкрапленные руды. Очевидно, что метод ВП может успешно применяться и при изучении техногенных металлических объектов (трубопроводов, металлических резервуаров и др.).

Геохимические процессы, связанные с наличием углеводородов в горных породах, могут в определенных условиях приводить к образованию минералов с электронной проводимостью. Это явление открывает перспективы использования метода ВП для поиска и картирования месторождений углеводородов.

Кроме того, метод ВП используется для решения гидрогеологических и геоэкологических задач. В основе этого лежит зависимость вызванной поляризации от содержания в породах воды и ее минерализации. Наконец, он применяется при геокартировочных работах в комплексе с методом сопротивлений.

Методика измерений вызванной поляризации

Рассмотрим в качестве примера четырехэлектродную установку AMNB, расположенную на поверхности среды, содержащей рудное тело. Через питающие электроды AB в течение некоторого времени пропускается электрический ток. Разность потенциалов на приемных электродах MN отвечает суммарному влиянию поля первичных токов, стекающих с AB, и поля вторичных токов вызванной поляризации. После включения тока среда начинает заряжаться, и поле вызванной поляризации нарастает. Затем процесс вызванной поляризации выходит на насыщение, и разность потенциалов в приемной линии MN перестает меняться. После выключения тока поле ВП спадает по тому же временному закону, по которому оно нарастало при включении.

Измерив разность потенциалов DU_ПР во время пропускания тока (перед выключением), а через некоторое время после выключения тока – разность потенциалов ΔU_ВП, можно определить параметр η_k = (ΔU_ВП / ΔU_ПР) · 100%. Этот параметр характеризует интенсивность процесса вызванной поляризации и называется кажущейся поляризуемостью. Над однородным полупространством, обладающим объемной поляризацией, кажущаяся поляризуемость совпадает с истинной поляризуемостью полупространства.

В принципе возможна регистрация явления вызванной поляризации и во время пропускании тока. Однако такие измерения недостаточно точны, поскольку в этом случае поле ВП наблюдается на фоне более сильного первичного поля.

Очевидно, что кажущаяся поляризуемость зависит от времени задержки момента измерения поля ВП с момента выключения тока, а также от времени пропускания тока (в случае, если процесс ВП не вышел на насыщение). Обычно время задержки выбирается равным 0.5 с. Для исследования временных характеристик процесса ВП измерения проводятся на нескольких задержках. Время пропускания тока стараются выбирать из условия полной зарядки среды, однако оно не должно быть слишком большим, чтобы не снижать производительность работ. Обычно оно составляет от нескольких секунд до первых десятков секунд.

В большинстве случаев при работах методом ВП, используются те же установки, что и в методе сопротивлений. Иногда при плохих условиях заземления используются технологии, основанные на индуктивном возбуждении и регистрации поля.

При выполнении профилирования методом ВП часто применяется установка срединного градиента (СГ). Эта установка существенно снижает трудозатраты, позволяя с одного положения питающих электродов проводить наблюдение по одному или нескольким профилям, находящимся в средней трети линии АВ. Последнее время при проведении работ методом ВП-СГ как правило применяются многоканальные измерители и многоэлектродные приемные косы (например ИМВП), что позволяет одновременно проводить регистрацию с нескольких линийMN и существенно снизить время измерений.

При работах не горизонтально-неоднородных средах используются типичные установки электротомографии (см. раздел томография).

Интерпретация данных метода ВП

Интерпретация данных профилирования ВП

В результате профилирования методом ВП строятся графики, карты графиков и карты изолиний параметров, характеризующих поляризуемость среды (η_k, PFE, Δφ и др.). На основе анализа этих материалов выделяют аномалии поляризуемости. Обычно аномалия считается убедительной, если она в 1,5 – 2 раза отличается от величины фонового значения. При наличии локальных аномалий определяют также некоторые элементы залегания аномальных объектов (при этом используются простые формулы, как в магниторазведке).

При проведении работ методом ВП помимо параметра поляризуемости определяют также кажущееся сопротивление. Их совместный анализ позволяет проводить отбраковку аномалий ВП. Известно, что аномалии поляризуемости, коррелируемые с областями повышенного кажущегося сопротивления, могут отражать изменения литологии пород. В то же время некоррелируемые аномалии повышенной поляризуемости могут свидетельствовать о наличии электронопроводящих минералов.

Интерпретация данных зондирования ВП

В случае зондирования определяются кажущаяся поляризуемость η_K и кажущееся сопротивление ρ_К в некотором диапазоне разносов. Кривые ρ_К и η_K интерпретируются так же, как и в методе сопротивлений. Основным методом интерпретации является одномерный подбор кривых. Однако помимо сопротивлений и мощностей слоев подбираются также их поляризуемости.

Обычно на первом этапе путем перебора сопротивлений и мощностей слоев добиваются совпадения наблюденной и модельной кривых ρ_К. Далее выбираются значения поляризуемости слоев, обеспечивающие соответствие теоретических и полевых кривых η_К. Если кривые η_К нельзя подобрать (невязка превышает 15-20%), то это означает, что необходимо вернуться к интерпретации кривой ρ_К, изменив стартовую модель геоэлектрического разреза ρ(z). На последнем этапе все параметры корректируются таким образом, чтобы в результате было получено хорошее совпадение наблюденных и модельных кривых ρ_К и η_К. Когда подобранный разрез ρ(z) соответствует реальному геоэлектрическому разрезу, невязка между теоретической и полевой кривой η_К резко уменьшится, и разрез η(z) будет близок к истинному. При подборе необходимо учитывать имеющуюся априорную информацию.

Для одномерного подбора может использоваться программа IPI, обладающая развитым графическим интерфейсом. При работе с нестандартными установками следует применять программу MSU_DC1D, в основе которой лежит процедура решения прямой задачи для произвольного положения питающих и приемных электродов.

Изобретение метода ВП принадлежит Конраду Шлюмберже, который в 1912 году получил соответствующий патент.

Технология ВП, основанная на измерении вызванной поляризации, представляет собой эффективный инструмент для изучения геологической среды до глубин порядка нескольких сотен метров. Область ее применения включает поиск и разведку нефтегазовых и рудных месторождений, геокартирование, гидрогеологические и экологические изыскания.

Физические основы и области применения метода ВП

Вторичные заряды образуются только в неоднородных средах, состоящих из твердой и жидкой фаз. В таких средах на границе фаз существует двойной электрический слой , для которого характерно упорядоченное положение ионов. При появлении внешнего источника поля наличие такой упорядоченной структуры способствует развитию сложных электрохимических процессов. При этом на одних участках постепенно, во время воздействия внешних, сторонних источников поля накапливаются заряды положительного, а на других — отрицательного знака. Таким образом, в среде образуются электрические диполи, которые и являются источниками поля ВП. При отключении внешнего поля вторичные заряды постепенно рассасываются.

В семидесятые годы прошлого столетия на смену импульсному способу измерений пришли многочастотные фазовые измерения (ИНФАЗ-ВП), Технология была разработана в Каз ВИРГ под руководством Сарбаш В.Ф, , Лемец В.И., Орлова Г.В., Жильникова В.Д.

Для изучения ВП измеряется сдвиг фазы напряжения на приемных электродах относительно фазы тока в питающей линии. Параметром поляризуемости является сдвиг фаз (f) выраженный в градусах..

Области применения метода ВП

Явление вызванной поляризации протекает весьма интенсивно при наличии в среде электронопроводящих минералов. Поэтому метод ВП является основным методом рудной геофизики [Комаров, 1980]. Причем, поскольку интенсивность аномалий ВП пропорциональна площади поверхности электронных проводников, метод позволяет картировать не только массивные, но и вкрапленные руды .

Показательные примеры применения метода ВП (IP) при поисках меднопорфировых руд.

Объектом поисков в данном случае является пиритовая оторочка месторождения -пропилиты.

На юге Монголии находится крупнейшее в мире месторождение Оюн Толгой

Оно состоит из трёх объектов и оконтурено аномалией ВП более 5%

Центральная и южная часть месторождения выходит на поверхность

Детальное исследование объектов методом ВП позволило расшифровать внутреннюю структуру месторождений и правильно распределить объёмы разведочного бурения.

По словам очевидцев начала освоения месторождения, первые 13 поисковых скважин оказались безрудные. ВП ещё не проводилось. Последующие работы и анализ аномалий ВП и геохимии позволили открыть гигантское месторождение. Смотрите какие содержания!

Очевидно, что метод ВП может успешно применяться и при изучении техногенных металлических объектов (трубопроводов, металлических резервуаров и др.).

Геохимические процессы, связанные с наличием углеводородов в горных породах, могут в определенных условиях приводить к образованию минералов с электронной проводимостью. Это явление открывает перспективы использования метода ВП для поиска и картирования месторождений углеводородов.

Кроме того, метод ВП используется для решения гидрогеологических и геоэкологических задач. В основе этого лежит зависимость вызванной поляризации от содержания в породах воды и ее минерализации. Наконец, он применяется при геокартировочных работах в комплексе с методом сопротивлений.

В большинстве случаев при работах методом ВП, используются те же установки, что и в методе сопротивлений

При выполнении профилирования методом ВП чаше всего применяется установка срединного градиента (СГ) . Эта установка существенно снижает трудозатраты, позволяя с одного положения питающих электродов проводить наблюдение по одному или нескольким профилям, находящимся в средней трети линии АВ. Последнее время при проведении работ методом ВП-СГ, как правило, применяются многоканальные измерители и многоэлектродные приемные косы, что позволяет одновременно проводить регистрацию с нескольких линий MN и существенно снизить время измерений.

При работах не горизонтально-неоднородных средах используются типичные установки электротомографии

Интерпретация данных метода ВП

Интерпретация данных профилирования ВП

В результате профилирования методом ВП строятся графики, карты графиков и карты изолиний параметров, характеризующих поляризуемость среды (ηk, , Δφ и др.). На основе анализа этих материалов выделяют аномалии поляризуемости.

Обычно аномалия считается убедительной, если она в 1,5 – 2 раза отличается от величины фонового значения. При наличии локальных аномалий определяют также некоторые элементы залегания аномальных объектов (при этом используются простые формулы, как в магниторазведке).

В публикации использованы материалы из презентации 2003 Super Porphyry Tour Mine Presentations, DJK-SEG 2006-20 Jan 2006, Nord West.

Следующая публикация будет об аппаратуре в методе ВП и методике работ. Возможно, это будет видеофильм созданный мной на основе фото и видео материалов снятых во время производства работ на одном из участков Южного Алтая.

МЕТОД ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ (ВП)— метод электроразведки, основанный на изучении вторичных электрических полей в Земле, происхождение которых связано с электрохим. и электрокинетическими процессами, протекающими под действием вводимого электрического тока на границе твердой и жидкой фаз в г. п. и рудах. Большая роль в разработке и внедрении метода принадлежит советским ученым. Наблюдаются 2 механизма возникновения ВП: 1) вследствие электрохим. процессов, возникающих в г. п. при наличии зерен электронопроводящих м-лов; 2) в результате электрокинетических процессов, происходящих на границе породообразующих м-лов и водных растворов, насыщающих среду. Для возбуждения ВП в г. п. посылаются импульсы постоянного тока, а в промежутках между импульсами измеряется величина ВП. Возможно также использование переменного тока. Электрический ток вводится в землю с помощью двух питающих электродов, расположенных друг от Друга на некотором расстоянии. Для измерения величины ВП между питающими электродами устанавливается пара измерительных неполяризующихся электродов, подсоединенных к регистрирующему прибору и передвигаемых по профилю. Продолжительность импульсов может быть разл., но обычно не превышает нескольких минут; сила питающего тока также разл. и может достигать 15 — 20 А и более. В процессе работ измеряется сила тока в питающей цепи ( I ) и разность потенциалов между измерительными электродами во время прохождения тока через землю (Δ и ) и после его выключения (Δ и вп ). Вычисляются кажущиеся поляризуемость и сопротивление ρ к г. п. Измерения делают по прямолинейным маршрутам, задаваемым вкрест простирания ожидаемых рудных тел. По полученным данным строят графики изменения η к и ρ к вдоль маршрутов. Интерпретация материалов сводится к выделению аномально высоких значений η к и установлению их геол. природы. Метод эффективен при поисках сульфидных, магнетитовых и др. руд, содер. электронопроводящие м-лы, особенно вкрапленные, способные вызвать наиболее интенсивные аномалии. Хорошие результаты с применением метода ВП были получены при поисках медноколчеданных м-иий на Урале, полиметаллов в Казахстане, медных м-ний на Кавказе и

Ср. Азии и в др. регионах. Глубинность метода составляет десятки, реже 100 м и более. Значительные помехи создаются блуждающими токами, возбуждаемыми промышленными электрическими установками, расположенными вблизи участка работ, и естественными нестационарными электрическими токами. Для производства работ методом ВП используются электроразведочные станции ВПС-63, ВПП-67 и др., которые размещаются на автомашине. Станция состоит из генератора постоянного тока и измерительной лаборатории. Запись измеряемой величины ВП осуществляется на фотобумаге с помощью осциллографа или визуально. В комплект станции входит ряд вспомогательных приборов и устройств для связи между генераторной гр. и измерительной лабораторией, включения тока и т. п. Создана и успешно внедряется аппаратура и методика работ для скважинного варианта ВП, который предназначен для поисков глубоко залегающих рудных тел. М. Г. Илаев.

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Полезное

Смотреть что такое "МЕТОД ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ" в других словарях:

метод вызванной поляризации — 73 метод вызванной поляризации; ВП: Источник: ГОСТ Р 54363 2011: Полевые геофизические исследования. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Вызванной поляризации метод — (a. induced polarization method; н. Messung der induzierten Polarisation, IP Messung; ф. metode de la polarisation induite; и. metodo de polarizacion inducida) метод электроразведки, основанный на изучении искусственно вызванной… … Геологическая энциклопедия

МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ — см. Каротаж методом вызванных потенциалов. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МЕТОД ВП — метод вызванной поляризации. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

викликаної поляризації метод — вызванной поляризации метод induced polarization method Messung der induzierten Polarisation метод електророзвідки, оснований на вивченні штучно викликаної поляризації г.п. Проводиться для виявлення в геол. розрізі рудних тіл … Гірничий енциклопедичний словник

ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД — исследования напряжений (метод фотоупругости) экспериментальный метод исследования напряжённо деформиров. состояния элементов машин и конструкций на прозрачных моделях из оптически чувствит. материалов. Метод основан на искусств, врем,… … Физическая энциклопедия

Индуцированная поляризация — (Вызванная поляризация, ВП, Induced Polarization, IP) способ геофизической электроразведки подземных месторождений, применяемый в основном для поиска металлических руд, и, реже, для поиска подземных вод. Если через одну пару заземленных… … Википедия

Читайте также:

  
• Рейтинг бизнес школ испании
  
• Каковы размеры солнечной системы кратко
  
• Благодарность учителю начальной школы от родителей
  
• Сведения о ребенке для школы образец
  
• Кратко семенович нейропсихологическая диагностика и коррекция в детском возрасте