Метод точечного зондирования

Электроразведочные исследования методом ВП проводились в варианте томографического зондирования (ТЗ-ВП) с трехэлектродной установкой (AMN(B→∞)). Удаленный электрод B был установлен перед началом работ в районе базы полевой партии и находился от ближайшего профиля на расстоянии 5 км. Шаг перемещения подвижного токового электрода по профилю составлял в среднем 240-260 м. Длина приемной линии MN составляла 40 м. Шаг перемещения приемной линии составил 20 м. Максимальный разнос между питающим электродом и центром приемной линии в среднем составлял 1600 м (от 1200 м до 2100 м). Таким образом, эффективная глубинность для центральной части профилей составляет 400-500 м.

В качестве приемных электродов использовались медно-купоросные неполяризующиеся электроды. Токовые электроды представляли собой пластины из оцинкованной жести размером 15´30 см. При установке неподвижного электрода было использовано около 60 таких пластин, которые были уставлены в заброшенный старательский бассейн ручья районе базы партии. Для подвижного электрода A использовались 10 пластин. При установке подвижного электрода пластины вкапывались в рыхлый грунт в вертикальном положении на расстоянии не меньше 20 см друг от друга, что позволяло значительно увеличить эффективную рабочую площадь электродов. Для уменьшения переходного сопротивления пластин, грунт, непосредственно прилегающий к электроду, увлажнялся раствором поваренной соли.

Прокладка токовых линий от генераторной группы к подвижному электроду выполнялась с катушек. Для токовых линий использовался стандартный геофизический сталемедный провод ГСП-0.5 с сопротивлением 53 Ом на километр.

Разбивка профилей проводилась с помощью GPS навигатора Garmin Map 60Cx, в память которого были предварительно загружены расчетные точки пикетов. Выход на расчетную точку выполнялся в режиме навигации, который обеспечивал точность выхода на пикет на уровне 5-7 м. После выхода на расчетную точку, устанавливался подписанные маркером деревянный колышек с указанием профиля и пикета. Для облегчения поиска пикетов, каждый пикет оснащался клипперной лентой. Точность плановой привязки пикетов составила ± 3-7 м, что, на наш взгляд, волне допустимо при длине приемной линии в 40 м. Из-за сложных условий заземления, реальные точки установки электродов не всегда совпадали с пикетами.

Для проведения электроразведочных наблюдений использовался разработанный и изготовленный в ООО НПК "Элгео" (www.elgeo.ru) аппаратурно-программный комплекс АИЭ-2, включающий три одноканальных измерителя МПП-ВП и генератор ВП-1000 мощностью 1 кВт.

Аппаратура реализует измерения ВП во временной области и позволяет получать спады напряжения ВП в паузах между разнополярными импульсами тока и напряжение в конце импульсов тока.

При выполнении съемки был использован следующий временной режим измерений: длительность импульсов тока и пауз между ними составляла 1 секунда, спад напряжения ВП регистрировался на 12 временных каналах, распределенных в интервале времени от 20 мс до 1 с. Временные каналы распределены равномерно в логарифмическом масштабе времени. При измерении спадов напряжения ВП использовался режим накоплений. Обычно для получения качественного измерения требовалось от 10 до 30 накоплений.

Рис.6. (Пример спада ВП на пикете 1200 пр. 1000 )

4. Методика интерпретации геофизических данных

4.1 Магниторазведка

Обработка наблюдений не сложна и заключается в нахождении разности показаний на каждом из пунктов рейса и начальном контрольном пункте. Затем вводятся поправки за вариации магнитного поля, принимая за нуль показания вариационного прибора во время начала рейса. После находится разница между значением поля на контрольном пункте в конце рейса, исправленным за вариации, и первоначальным значением на том же пункте. Эту разницу с обратным знаком, именуемую поправкой за смещение нуль – пункта, разбрасывают пропорционально времени, прошедшего с начала рейса, и алгебраически суммируют ее с исправленными за вариации значениями поля в соответствующих пунктах наблюдений.

Аномальные значения поля представляются в виде карт графиков по профилям, построенным в масштабе съемки. Масштаб поля выбирается таким, чтобы 1 мм соответствовал единичной или двойной погрешности съемки. Кроме того, составляется карта изодинам в том же масштабе, однако она менее объективна чем карта графиков, так как на отдельных участках с плохой коррелируемостью аномалий возможно несколько вариантов проведения изолиний. Составление карты изодинам является, фактически, начальным этапом геологического истолкования магнитного поля.

После соответствующей обработки материалов магниторазведки приступают к интерпретации, которая, как и во всех методах, подразделяется на количественную и качественную.

Качественная интерпретация включает в себя выделение аномалий по профилям исследований, корреляцию выделенных аномалий и, соответственно вызывающих их объектов по всему участку исследований. Уже на этапе качественной интерпретации возможно определение простирания аномалеобразующих объектов и их приближенной мощности.

Количественная интерпретация предназначена для определения глубины элементов залегания и намагниченности тел простой формы. Так, вычисление глубины до верхней кромки магнитных пород во многих случаях позволяет установить мощность перекрывающих немагнитных образований, выяснить основные черты рельефа кристаллического фундамента.

Сведения об углах падения дают важный материал для заключений об особенностях складчатых и разрывных структур изучаемой территории. Прослеживание интрузивных контактов способствует выделению площадей, наиболее благоприятных для локализации ряда рудных месторождений.

Существует множество способов вычисления глубины элементов залегания и намагниченности пород по магнитным аномалиям. Большинство существующих способов, за исключением способов подбора, разработаны для тел правильной формы и применение любого из них в каждом конкретном случае требует обоснованного предположения о геометрической форме модели разреза.

Аномалии всегда создаются объектами, форма которых отличается от правильной, поэтому важно представлять, какой из известных способов наименее чувствителен к тому или иному отклонению реальной аномалии от теоретической, соответствующей телу правильной формы. Использование определенного приема вычислений для тела, магнитное поле которого отлично от теоретического, не может дать удовлетворительных результатов.

5.1 Метод точечного зондирования

Методика построения геоэлектрических разрезов основана на решении обратной задачи методом итерационного подбора при следующем допущении. Предполагается, что основные геологические структуры и формы рельефа имеют бесконечное простирание в направлении перпендикулярном к профилю. Данное допущение часто оказывается неверным, особенно для участков со сложным геологическим строением и сильно расчленённым рельефом, но из опыта электротомографических работ установлено, что искажения связанные с трехмерностью реальной геологической среды непринципиальны. В основном искажения связаны с изменением амплитуд аномалий и небольшим смещением центров аномалий по глубине в зависимости от взаимного расположения аномалеобразующего объекта и линии профиля. Построение предварительной объемной геоэлектрической модели осуществлялось путем стыковки 2D разрезов и интерполяции геоэлектрических свойств в межпрофильном пространстве. В дальнейшем на этапе камеральной обработки планируется выполнить решение в полной 3D постановке. Кроме того, на камеральном этапе планируется выполнить оценку максимальной достоверной глубины исследования. Данная процедура была выполнена только для профилей 1000 и 1250. Остальные профили построены до средней глубины 600 м. При рассмотрении данных разрезов следует учитывать, что глубинность исследований к краям профиля резко падает до глубины 200-100 м.

Решение 2D обратной задачи выполнялось с помощью программы ZondRes2D, реализующей алгоритм «гладкой» инверсии. Алгоритм «гладкой» инверсии является наиболее устойчивым к случайным погрешностям в измеренных данных и позволяет получить гладкое распределение геоэлектрических свойств в разрезе. На математических моделях устаноавлено, что достаточно достоверно восстанавливаются центры и верхние кромки аномалеобразующих объектов. В случае резких границ на разрезах, полученных с помощью «гладкой» инверсии геоэлектрические границы следует проводить по зонам максимальных градиентов.

5. Анализ полученных результатов

5.1 Магниторазведка

По результатам магниторазведочных работ была построена карта аномального магнитного поля (рис. 8)

На карте видно, что поле имеет сложную морфологию. Максимальное значение аномального магнитного поля 5000 нТл, минимальное -5000 нТл. В центральной части участка по контурам русла реки наблюдается четко выраженная отрицательная магнитная аномалия. Она может быть связана с эрозионным выносом магнитного материала, останцы магнитных пород остались на более высоких отметках высоты. Это дает возможность предполагать, что ранее магнитные породы покрывали практически всю данную территорию, но под воздействием эрозионных процессов и вымывания в наиболее низких местах магнитный материал был вынесен. Положительные аномалии магнитного поля приурочены к возвышенностям, что видно на карте рельефа, совмещенной с картой аномального магнитного поля.

Наиболее интенсивные положительные аномалии отмечаются в юго-западной и северо-западной части участка. Мощность аномалиеобразующих объектов небольшая, так как градиент магнитного поля довольно высок.

В северо-западной части возможно наличие тектонического нарушения аналогичного направления. Об этом можно судить по характеру магнитного поля (линейной смены интенсивности магнитного поля, «утыкания» изолиний в ось предполагаемого тектонического нарушения. Это четко наблюдается на карте графиков аномального магнитного поля (рис. 9).

На карте также воз можно выделение различных комплексов пород по особенностям морфологического строения аномального магнитного поля, что важно для картировочных возможностей магниторазведки для её комплексного применения в интерпретации геофизических данных .

Рис. 7 Карта аномального магнитного поля

Рис.8 Карта графиков аномального магнитного поля