Электрические свойства слоистых сред

Изучаются геоэлектрические разрезы в виде электрических моделей пород с различным сопротивлением и со своими электрическими свойствами, в большинстве геологические и электрические границы не совпадают. По литологическим свойствам могут выделиться несколько слоев, объединиться в один слой.

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) ρ измеряется в Ом•м. Величина обратная – удельная электропроводность σ (См/м). См – это Сименс (в честь Эрнста Вернера фон Сименса, который и основал одноименную фирму), а не сантиметр, как некоторые могли бы подумать. УЭС зависит от минерального состава, пористости и трещиноватости, влажности, минерализации подземных вод, температуры и давления, текстуры/структуры.

Диэлектрическая проницаемость ε характеризует способность вещества изменять напряженность электрического поля вследствие явления поляризации.

Магнитная проницаемость μ горных пород показывает, во сколько раз увеличивается сила взаимодействия электрических токов при переносе их из вакуума в данную среду.

Поляризуемостью называют свойство горных пород и руд,

находящихся в ионной среде, поляризоваться (образовывать

поверхностные и объёмные заряды) под действием постоянного или

низкочастотного тока.

6. Понятие геоэлектрического разреза. Типы разрезов.

Отражается в виде некой модели – вертикальный разрез горных пород различающихся по своим электросвойствам. Т.к. уд.сопротивление может меняться в широких пределах, то в большинстве случаев геометр. И литологические границы не будут совпадать. Литологические границы могут разделяться на несколько слоев или наоборот объединять.

ТИПЫ РАЗРЕЗОВ:

1) Однородное полупространство

ρ=∞/ ρ1 тип А ρ1<ρ2<ρ3

2) Двухслойный разрез

ρ=∞/ h1*p1/ρ2 тип Q ρ1>ρ2>ρ3, тип K ρ1<ρ2>ρ3

3) Трехслойный разрез

ρ=∞/ h1*p1/ h2*p2/ρ3 тип H ρ1>ρ2<ρ3

Каждому геологическому разрезу соответствует его модель – геоэл разрез, являющийся совокупностью электр и геометр характеристик пород слагающих разрез. На нем отмечаются основные границы различающизся по эл/магн свойствам пород. Исследования геоэл разреза на глубину – зондирование, в горизонтальном направлении профилирование.

Геоэлектрический разрез – это вертикальный разрез горных пород, различающихся по удельному сопротивлению. Пласты повышенного сопротивления представлены, в основном, каменной солью и гипсом. Поверхность кристаллического фундамента служит основным опорным горизонтом электромагнитных зондирований.

7. Аппаратура и оборудование для электроразведки.

В комплект аппаратуры и оборудования обычно входят следующие блоки:

1)шинные генераторы, батареи, аккумуляторы постоянного тока, которые предназначены либо для непосредственного питания заземлений, либо являются источником энергии для получения напряжений разной частоты и формы, питающие заземления или незаземленные контуры

2) Измерители или регистраторы тока в питающих линиях, сила которого ( ) может меняться от 0,01 до 100 А

3) Измерители или регистраторы разностей потенциалов ( ), предназначенные для определения амплитуд, а на переменном токе и фаз сигналов в приемных линиях. Это могут быть микро- или милливольтметры, осциллографы или магнитные регистраторы

4) Электроды-заземлители для гальванического создания поля в Земле и измерения разностей потенциалов, пропорциональных напряженности электрического поля. В качестве электродов для питающих линий АВ используются стальные, а для приемных линий МN - медные или латунные электроды длиной 0,3 - 1 м и диаметром 1 - 3 см

5) Незаземленные контуры: петли диаметром до 4 км и рамки диаметром до 1 м, предназначенные для индуктивного возбуждения поля или измерения напряженности магнитного поля.

6) Вспомогательное оборудование, включающее провода невысокого сопротивления, большой механической прочности и с хорошей изоляцией, катушки, кувалды и др.

При электроразведке постоянным током приходится измерять разность потенциалов между двумя избранными точками земной поверхности и в случае применения искусственного источника постоянного тока также силу тока в питающей цепи. Наиболее простым, но наименее точным измерительным прибором для электрических измерений с использованием постоянного тока может служить вольтамперметр. Разность потенциалов измеряют при помощи потенциометра и чувствительного гальванометра. Портативные приборы подобного рода применяют (особенно в США и Канаде) для измерений, не требующих высокой точности. Более точным прибором являются злектроразведочные потенциометры различных Типов.