SU987552A1 - Способ геоэлектрической разведки - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

1

Изобретение относитс  к геоэлектрической разведке переменным током и может быть использовано, в частности , в рудной геофизике при поиске полиметаллов, нефти и газа.

Известен способ геоэлектрической разведки методом непрерывных частотных зондирований, основанный на том, что на поверхности Земли с помощью генератора переменного тока, подключенного к заземленному электрическому или незаземленному магнитному диполю, возбуждают электромагнитное поле. Затем в каждой заданной точке исследуемого Iрегиона срегистрируют горизонтальную составл ющую электрического пол  или вертикальную составл ющую магнитного пол  поочередно на всех частотах рабочего диапазона . По полученным данным стро т кривые частотного зондировани . Интерпретацию полученных данных .осуществл ют путем подбора теоретичесКОЙ кривой (палетки), наиболее близкой и экспериментальной ГО.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что пространственный спектр сигнала в исследуемых точках представл ет собой сложную суперпозицию пространственных гармоник пол , отраженных от различных слоев земной коры. Следствием этого  вл ютс  сложность обработки и недостаточна  точность измерений. Другим недостатком  вл етс  низка  разрешающа  способность по горизонтали, обусловленна  тем, что дл  зондировани  сло , расположенного на глу бине h, рассто ние между приемником и передатчиком должны быть пор дка (5-8) h. Кроме того, дл  сн ти  кри« вых частотного зондировани  на большой площади требуетс  часта  перебазировка генераторной установки, что ведет к увеличению сроков и стоимости полевых работ. Наиболее близким по совокупности сходных признаков к данному техническому решению  вл етс  способ геоэлектрической разведки, основанный на том, что измер ют в заданных точках исследуемого региона электрические и магнитные компоненты электромагнитного пол , обусловленного ионо сферными токами. Затем определ ют поверхностные импедансы в заданных точках, по которым суд т о строении геоэлектрического разреза, т.е. распределении проводимости горизонтально-слоистого разреза земной коры и верхней мантии, (23. Недостатком этого способа, как и других способов магнитотеллурического зондировани   ал етс  низка  до товерность , так как измерени  провоп д тс  в узком диапазоне частот (периоды сигналов, создащих магнитотел лургическое поле, лежат в диапазоне от нескольких секунд до нескольких дес тков секунд, что дает сведени  лишь о стрюении саквах глубоких слоев земной коры. Геологическа  интерпретаци  полученных данных носит качест венный характер и не позвол ет с дос таточной достоверностью судить о стр ении всего геоэлектричесхого разреза в целом. Низка  достоверность спо соба обусловлена также неопределенностью источника, создавэщего магнито теллурическое поле. Целью изобретени   вл етс  noffijшение достоверности способа, Постабленна  цель достигаетс  тем что согласно спосс у геоэлектрическо разведки, основанному на том, что из мер ют в заданных точках исследуемого региона ,Э1 ектрические и магнитные компоненты электромагнитного пол , обусловленного ионосферными токами, и по поверхностному и№ едансу в этих точках суд т о строении геоэлектрического разреза, дополнительно воздействуют на нижнкно ионосферу мощным радиоизлучением, модулированным по амплитуде набором сигналов частот в диапазоне от долей Герц до несколь ких килоГерц, формируют в нижней ионосфере возмущенную область, с. помощью которой преобразуют амплитудно-модулированное радиоизлучение в электромагнитный сигнал на частоте модул ции, и измер ют а заданных точ ках исследуемог® региона электрическую и магнитную компоненты элёктромагнитного пол  дл  всех значений набора частот модул ции. На чертеже представлен вариант блок-схемы устройства, реализующего способ. Устройстве содержит канал 1 передачи и N каналов 2 приема (N число заданных точек исследуемого региона). Канал передачи включает в себ  последовательно соединенные программатор 3, генератор Ц и передатчик 5с антенной 6. Каналы приема расположены в заданных точках исследуемого региона. Каждый из них включает в себ  датчИки 7, 8 электримеской и магнитной компонент пол , подключенные к соответствующим входам блока 9 обработки. На выходе блока 9 включен блок 10 регистрации . Рассто ние S между каналами t и 2 задаетс  в виде ,где рассто ние а - коэффициент определ етс  мощностью передатчика 5, b минимальное рассто ние, на которюм можно пренебречь пр мыми наводками в приемной аппаратуре ( км), В качестве генератора могут быть использованы серийные генератог-, .ры, например, генераторы типа ГЗ-105 или ГЗ-110, В качестве передатчика 5 могут быть использованы серийные передатчики мощностью 100 кВт и выше . Антенна 6 выполнена в виде синфазной горизонтальной решетки, подвешенной на высоте 2 А/ ( Л,- длина рйбочей волны передатчика 5). Датчик 7 выполнен в виде двух заземленных электродов. Датчик 8 может быть выполнен в виде вертикальной рамки воздушного типа или в виде катушки с ферритовым сердечником. Блок 9 может быть выполнен либо в аналогоBUM варианте, либо в цифровом, В качестве блока 10 регистрации могут быть применены приборы серийного типа , например, самописец типа Н-ЗОбО (в случае аналогового исполнени  блока 9) или перфоратор, а также цифровой магнитофон (в случае цифрового исполнений блока 9). , Геоэлектрическую разведку с помощью разработанного способа осуществл ют следующим образом, С помощью генератора k и передатчика 5 канала 1 формируют мощное радиоизлучение, модулированибе по амплитуде сигналом частоты жит в диапазоне от долей герц до , нескольких килогерц). Воздействуют этим излучением на нижнюю ионосферу с помощью антенны 6. При таком воздействии за счет тепловой нелинейности ионосферы в ней формируетс  возмущенна  область, характеризующа с  модулированным нагревом элект .ронов. При этом осуществл етс  пре образование мощного радиоизлучени , модулированного по амплитуде сигналом частоты51л в излучение ионосфер ных токов на частоте модул цииЙ Дл  частот модул ции, лежащих в диапазоне от долей Герц до нескольких килоГерц на Земле выполн ютс  инпедансные .граничные устоаи , и на произвольном рассто нии от передатчика электромагнитное поле в Земле представл ет собой плоскую волну, распростран ющуюс  вертикально вниз Затем осуществл ют прием горизон тальных электрической и магнитной компонент пол  на поверхности Земли в каждой заданной точке исследуемого региона с помощью датчиков 7 и 8 соответствующего канала 2. С помощью блока 9 получают сигналы, пропорциональные амплитуде и фазе поверхностного импеданса Земли в каждой заданной точке исследуемого региона 7 fo HMvbt:(fflt.) ,) . (й,- j,Vj) i - поверхностный ; импеданс земл ; . в точке; координаты j-й точки измерени ; (i. .й горизонтальные электриче ка  и магнитна  компонент пол  на повер ности Земли в j точке; - частота модул ции (|а1,2 « fin/ С помощью блока tO фиксируют сигналы пропорциональные амплитуде и фазе поверхностного нмпеданса в каждой заданной точке исследуемого региона дл  частоты модул ции filj. С помощью программатора 3 измен ют частоту генератора по заданной программе. Дл  каждой частоты модул ции, повтор ют весь цикл измерений . При этом в каждом канале 2 с помощью блока 10 (Ьиксиоуют сигналы пропорциональные амплитуде и фазе по верхностного импеданса Земли в каждой заданной томке исследуемого региона дл  всех частот .-Данные полевых измерений свод тс  в карты зависимости амплитуды импеданса Zfi.;, X, Y) от координат X, Y дл  различных частот Sl|(Slr используетс  как параметр ). Изолинии этих карт соответствуют распределению геологических структур в исследуемом регионе. Чем ниже частота Q., тем более глубокие слои отражают карты. Достоинством способа  вл етс  возможность детального восстановлени  структуры исследуемого разреза за счет решени  обратной задачи: каким должно быть строение разреза, чтобы обеспечить заданные значени  импеданса на поверхности Земли. Обратна  задача решаетс  дл  модели среды в виде tn слоев, каждый из которых имеет прюводимость и граничит с нижележащим полупространством на глубине h| П«1,2,... ,ni). Решение обратной задачи дает сведени  oCf- , h дл  fn слоев (m определ етс  мощностью ЭВМ). С помощью данного способа можно также проводить элект|х)разведку наклонных структур. При этом в каждой точке исследуемого региона необходимо расположить два приемных канала , причем электрические оси датчиков 7 и В в этих каналах должны быть взаимно перпендикул рны. При зондировании наклонных структур импеданс анизотропен. Таким образом, в данном способе геоэлектрической разведки реализо- ванр формирование зондирующего сигн§ а в заданном месте ионосферы, после оторого в Земле представл ет собой /юскую волну, распростран ющуюс  вер икaльнo вниз, и осуществлено изнереие амплитуды и фазы поверхностного мпедЬьса Земли в заданных точках иследуемого региона дл  заданного наора знамений частоты зондирующего игнала. Это позвол ет судить о стронии всего геоэлектрического разреа в целом и решить задачу о струкуре подстилающего полупространства по измерени м поверхностного имеданса Земли, в результате чего обепечиваетс  положительный эффект овышаетс  достоверность способа геолектрической разведки.

Дополнительным достоинством способа  вл етс  то, что генераторна  часть установки значительно удалена от района разведки. При этом дл  проведени  геоэлектроразведки по способу могут быть использованы передающие средства св зи. Кроме этого , могут быть использованы специал ь-( ные исследовательские стенды, созданные в р де научныхцентров страны дл  изучени  нелинейных процессов в ионосфере.

Claims (2)

1. Иванов Л. П., Скугаревска  С.Н. Методика частотных электромагнитных зондирований. Наука, 1978, с.ЗВ-50

2. Авторское свидетельство СССР « , кл. G 01 V 3/12, 1973

(прототип).