Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
Но и в этих случаях вектор-а) Ь) ным измерениям часто
>* предпочитают площадные с
линейной установкой. При "d проведении работ в городах
f \ нередко возникают затруд-
m • А «пх—Л—¦—э- нения с размещением сис-n Х Рк тем наблюдений. Площади
У занятые асфальтом и здани-
Рис. 4.1.1. Векторное представ- ями намного превышают ление кажущегося сопротивления площади скверов и газонов
вдоль тротуаров улиц. В таких условиях задача получения максимальной информативности от наблюдений на ограниченной свободной площади становится совершенно естественной и векторные наблюдения должны занять по праву принадлежащее им место. При выполнении обычных профильных или площадных наблюдений результаты измерений относят к объему среды под профилем или точками площади. Векторные наблюдения помогают увидеть объекты находящиеся в стороне от профиля
или иной системы наблюдений. В разделе 1.3 приводилась аналогия источника тока и направленного луча фонарика, освещающего объект. Векторные наблюдения, как будет показано ниже, помогают приблизить эту аналогию к реальности, способствуя восстановлению формы границы раздела, "освещаемой лучом" от источника тока. При исследованиях в . шахтах (внутри массива горных пород) появляется возможность измерения третьей компоненты электрического поля (E2). Характер электрического поля становится настолько сложным, что интерпретация таких полей без векторных измерений едва ли возможна. За счет обтекания током геоэлектрических неоднородностей отдельные компоненты поля могут резко меняться даже на небольшом расстоянии. Связь с разрезом кажущегося сопротивления, определенного по измерению Ex, может быть довольно причудливой. Объяснение такой картины заключается в том, что обычно при расчете рк нормировку наблюденного поля ведут относительно той компоненты плотности тока, вдоль которой измеряют электрическое поле pK = Ex/J0X. В неоднородных средах аномальная часть поля Ёдн,х может быть во много раз больше первичного поля E0x и не совпадать с ним по знаку. В результате кажущееся сопротивление может принимать отрицательное значение, а по величине во много раз превосходить удельное сопротивление вмещающей среды. То есть кажущееся сопротивление как бы теряет физический смысл.
Такие ситуации сплошь и рядом бывают при шахтных исследованиях. Однако очень часто они остаются незамеченными, так как измерения проводятся без учета знака сигнала на приемных электродах (при работах используется аппаратура низкой частоты). В результате такие работы лишь сигнализируют об аномальном объекте где-то рядом с шахтой, но его свойства и геометрию по модулю одной из компонент поля определить чрезвычайно сложно. Такие работы больше увеличивают неопределенность, чем дают какую-то новую информацию. Именно наблюдения в горных выработках особо нуждаются в векторных измерениях в силу резко сокращенного пространства, где можно проводить возбуждение и измерение поля.
По нашему мнению с помощью векторной съемки (то есть измерения сразу нескольких компонент электрического поля с учетом знака принимаемого сигнала) может быть
? *- /<Ґ22
найден кардинальный выход из создавшегося положения. Рассмотрим, какие преимущества это может дать. Во-первых, мы получаем объективную картину электрического поля, которое имеет место в среде. Во-вторых, с помощью векторных представлений можно значительно упростить интерпретацию полевых материалов. Известно, что при возбуждении электрического поля в неоднородной среде наряду с первичными источниками тока на внешних и внутренних границах индуцируются вторичные источники. Как раз такую ситуацию описывает метод интегральных уравнений [84]:
E^(M)ZZ Е°В(М) ¦/I8(P) dG(P,M)dS (1)
s Эпм
где
I8(M)Zz 2iCfl. E=(M) . (2)
Pi + Pl
Выражение (1) является интегральным уравнением Фредгольма 2-го рода относительно интенсивности вторичных источников. Первое слагаемое - поле первичных источников, второе слагаемое описывает поле взаимодействия вторичных источников между собой, I5 - плотность источника в точке М, лежащей на поверхности тела.
Предположим, что мы каким-то образом сумели вычесть влияние первичного поля из суммарного наблюденного поля (это можно сделать, если известен вмещающий слоистый геоэлектрический разрез). Тогда остаточное поле будет связано только с источниками на неоднородностях. а) ь) о) Аномальные вектора рас-
ф \/ полагаются строго в соответс-
твии со структурой аномально-
L \ 1 \ д' \ го электРического поля. Век-/ \ / торы сходятся к отрицательным Рис.4.1.2. Схождение и расхож- источникам и расходятся от дение векторов поля положительных. Таким образом,
если продолжить два вектора, то они где-то пересекутся. Точка пересечения в самом грубом линейном приближении располагается вблизи эпицентра вторичного источника (рис. 4.1.2). Если построить группу векто-
Рис.4.1.3. Поведение аномальных векторов рк вблизи неодно-родности
ров, то часть из них будет направлена к одному источнику, а другая - к источнику противоположного знака. На рис.4.1.3 схематически показана структура векторов рк вблизи вытянутой высокоомной-неоднородности, которая как бы подсвечивается питающим электродом А. Действительно, та часть тела, которая обращена в сторону первичного источника выталкивает элек-
