Способ геоэлектроразведки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (ii>959003 (61) Дополнительное к авт: свид-ву— (22) Заявлено12.09.80 (21) 3000763/18-25 (51)М Кп

G 01 1 3/00 с присоединением заявки 1Чо—

Госуаарственный комитет

СССР по иелам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1509.82. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 150982 (ЗЗ) УДК 550.837

{088.8) (72) Автор изобретения

P ..Т.Васильев

Всесоюзный научно-исследовательский инсгн т "- Х,;„,;-.г, геофизических методов разведки „" 4 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

25

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 E1j.

Из-за необходимости использования заземленных электродов реализация его в движении (например в аэроварианте) невозможна. Серьезной помехой, к тому же, является поляризация 15 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 121 .

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 измео ряют 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 связанных с ними залежи полезных ископаемых (3).

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

959003

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

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу геоэлектрораз- 5 ведки, основанном на измерении естественных 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 судяТ о наличии электрическнх токов.

На фиг.1 изображены элементы, используемые при интегрировании магнитного поля токовой нити; на фиг,2" .схема устройства для реализации спо соба геофизической 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 поверхностью, а только о наличии атмосферного электрического тока, пронизывающего контур интегрирования.

Пример . Силовые линии магнитного поля токовой нити (проводника с током I) образуют систему кон- ЗО центрических окружностей, центры которых расположены на токовой нити.

Если совместить круговой контур интегрирования с одной из таких силовых линий, то в любой точке контура t5 напряженность магнитного поля Н будет направлена по касательной к этому контуру (фиг.1). Согласно определе" нию в контурном интеграле(Н<30) Н

40 есть проекция поля на элементарный отрезок контура 82.Для нашего случая

Н величина постоянная - Н . 1

7УГ совпадающая по направлению с траектори- 45 ей обхода по круговому контуру радиуса R (либр противоположная ему).

Отсюда для полного круга

НсЛ = Н2УК

:Подставив в правую часть зависимость

Н от тока, убедимся, что численное значение интеграла равно току E

H<32 = 1

В общем случае величина E 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 60 вне заданного контура интегрирования, аналогичная операция приведет к нулевому результату. Очевидно,что теллурические токи в принципе не могут внести вклада в интеграл, полу- 65 ченный 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 ЭЦС в рассматриваемой задаче являются аномалии электрического потенциала, изучаемые электроразведкой.

Таким образом, при наличии объем ного 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 помощью так называемого магнитного роторомера, содержащего 4 феррозонда 1,2, 3 и 4 разнесенные между собой (фиг.2)

Например, четыре феррозонда 1-4 с осями чувствительности, ориентированными согласно фиг.2, способны обеспечить измерение величины —дН ах д х — - — ",численно равной вертикальной

By 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.

Прямые измерения токов более достоверные по сравнению сорасчетами 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 си959003 стеме 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, о т л и чающий с я 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

1. Заборовский A.È. Электрораэведка. М., Гостоптехиэдат, 1963, с. 234268.

5 2. Васильев Р.Т., Васильева М.A.

Способ обнаружения магнитных вихрей.

Авт. св. 9 606819, Бюлл.изобр. М 10, 1976, с.110.

10 3 ° Pirson S.I., Pirson I.E. US

Pat 5943436 Line Integral Method of

Magneto-electric Fxploration March 9, 1976 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 7010/62

Тирам 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4