КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ С ДРУГИМИ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
ИНСТРУКЦИЯ
ПО
ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ
Наземная электроразведка
Скважинная электроразведка
Шахтно-рудничная
электроразведка
Аэроэлектроразведка
Морская электроразведка
ЛЕНИНГРАД
«НЕДРА»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Инструкция по электроразведке составлена по заданию Управления геофизических работ Мингео СССР в отделе электроразведки Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики научно-производственного объединения Рудгеофизика (ВИРГ НПО Рудгеофизика) Мингео СССР. В ее составлении приняли участие специалисты ВИРГ и КазВИРГ НПО Рудгеофизика, ЦНИГРИ, ВНИИгеофизики НПО Нефтегеофизика, ВМНПО Союзморинжгеология, СНИИГГИМС, ВостсибНИИГГИМС, ВЕГИНГЕО, ВИЭМС, ПГО Севзапгеология, ПО Центрказгеология, ПГО Севморгеология, МГРИ, ЛГИ, ЛГУ, Свердловского горного института, ИГ УНЦ АН СССР, Южного отделения института океанологии АН СССР, ФМИ АН УССР, НПО Сибцветметавтоматика, ЦКБ «Геофизика»: Г.С. Франтов (ответственный исполнитель), Г.В. Астраханцев, И.А. Барышникова, В.А. Белаш, В.М. Беляев, В.Г. Беляков, Г.И. Березин, В.П. Бубнов, Ю.И. Булгаков, А.А. Вакульский, Г.П. Варгин, В.И. Векслер, А.Б. Великин, А.В. Вешев, Р.С. Глебов, И.С. Гольдберг, С.Г. Гордеев, А.С. Гурьевич, И.А. Доброхотова, М.Н. Егоров, А.А. Елисеев, Е.М. Ершов, Б.Д. Жильников, В.Х. Захаров, М.В. Захаров, Д.М. Карпушин, Г.Ф. Игнатьев, В.И. Иголкин, Г.А. Исаев, Ф.М. Каменецкий, Г.П. Капралов, Л.Д. Карнов, Е.Г. Киселев, А.К. Козырин, А.В. Колесник, В.А. Комаров, Ю.С. Корольков, Б.Е. Костыгов, В.И. Красников, А.В. Куликов, В.Ф. Лебедев, Л.В. Лебедкин, В.И. Лемец, Ю.В. Леонтьев, В.М. Леончиков, Л.М. Любавин, Е.Ф. Любцева, Г.Н. Михайлов, В.И. Мехалецкий. О.В. Назаренко, А.С. Нахабцев. И.И. Неганов, В.Д. Новак, Г.П. Новицкий, Г.Н. Новожилов, Г.В. Орлов. М.И. Пертель, Ю.Б. Поддергин, А.С. Поляков, Ю.Н. Попов, В.И. Поспеев, Г.В. Прис, В.И. Пятницкий, Г.В. Редько, Ю С. Рысс, А.П. Савин, А.П. Савицкий, Б.П. Сапожников, В.Ф. Сарбаш, Э.С. Седельников, М.П. Седов, М.В. Семенов, В.С. Соловьев, Г.М. Сомов, В.В. Сочельников, Ю.С. Спасенных, М.В. Суматохин, И.П. Сухов. Г.А. Тарасов, Е.И. Терехин, В.М. Темофеев, В.С. Титлинов, А.С. Тясто, М.Н. Унгерман, В.А. Фаворов. М.А. Холмянский, Г.А, Черняковский, Г.Я. Черняк, В.А. Шафаренко, Е.А. Шемякин. С.Н. Шерешевский, В.Р. Шеффер, Б.В. Яговкин, А.В. Яковлев. И.А. Яковлев, Ю. В. Якубовский.
Предварительно в 1980 г. НПО «Геофизика» был издан для осуждения организациями. Производящими электроразведочные работы, Проект инструкции по электроразведке.
В обсуждении Проекта инструкции приняли участие: организации Мингео РСФСР, Мингео Казахской ССр, Мингео Украинской ССР; ПГО – Башкиргеология, Востказгеология, Запказгеология, Оренбурггеология, Приморгеология, Севзапгеология, Севказгеология, Сибруда, Уралгеология, Читагеология, Дальгеология, Укргеофизика; Мингео Узбекской ССР; управления геологии – Белорусской ССР, Грузинской ССР, Киргизской ССР; Таджигской ССР, Туркменской ССр; Союзгеолфонд, Союзгипронеруд; институты – Нижнее-Волжский НИИГГ, Геологический Институт Кольского филиала АН СССР, Институт океанологии АН СССР им. П.П. Ширшова, Красноярское отделение СНИИГГНМС, Сибирское отделение института геологии и геофизики АН СССР, ПНИИС; Московский, Пермский, и Воронежский университеты, а также другие организации.
Отзывы по разделам Проекта инструкции дали: И.М. Блох, Ю.В. Вязовецкий, Б.М. Ефимов, А.И. Засыпкин. В.В. Истратов, А.А. Котченко, В.И. Лепсверидзе, Я.В. Маркушин, В.В. Мартьянов, Н.Е. Матюхин, Г.Г. Миллер, Н.П. Орехов, М.В. Радионов, В.П. Селиверстов, В.В. Семенов, В.Д. Семенов, В.А. Солодовников, Ю.В. Соломкин, Г.С. Стародубов, А.Г. Тархов, Г.Э. Фельд, В.Ф. Фриш, Д.П. Цветков, Ю.А. Чесалов, Л.А. Шатц, А.Л. Шпильков.
Отдельные разделы Проекта инструкции были просмотрены или апробированы в качестве временных инструкций по отдельным методам в партиях и экспедициях ПГО Севзапгеология.
Ряд указаний инструкции был доработан с учетом рекомендаций А.С. Семенова.
Получены дополнения к Проекту от А.К. Аузина, Ф.Б. Бакшта, А.П. Бачина, А.П. Боголюбова, Б.Ф. Борисова, Л.Л. Ваньяна, Л.С. Волкова, Ю.А. Гличева, И.К. Гогитидзе, Ю.В. Голикова, А.М, Грекалова, Б.С. Григоркина, А.В. Гулимова. А.Я. Давыдова, К.С. Денисова, Л.Б. Дзайнукова, В.П. Долгобородец, О.П. Дрыботия, А.А. Жамалетдинова, С.Н. Закутского, Э.Ф. Запорожского, В.Н. Земцова, Г.М. Иванова, Е.Н. Исаева, И.Н. Калантадзе, В.П. Кальварской, Р.М. Каменецкой, Е.Ю. Капелюшника, А.П. Квашнина, Е.М. Квятковского, Р.Я. Кивелюка, М.И. Киселева, Н.Н. Кленчина, В.Н. Ключкина, А.Л. Корнилова, И.А. Кудрявцевой, О.И. Кунта, Г.Л. Купермана, Е.П. Купчинского, Л.Е. Назаркина, Н.М. Нейштадта, А.А. Огильви, А.Д. Петровского, С.А. Позднякова, Г.В. Полякова, А.Ф. Постельникова, И.М. Розенфарба, А.К. Рлманюшка, Б.В. Рыжего, И.А. Саввы, Б.С. Светова, Ф.И. Свияженинова, З.Я. Сегеля, В.Ф. Сидоренко, В.И, Страхова, В.В, Тикшаева, Ю.Т. Уваркина, А.Д. Федина, П.В. Храмышкина, Р.Е. Чавушяна, Г.С. Чиркова, К.А. Шанцина, Ю.Г. Шварцмана, В.А. Шевнина, В.М, Шувалова, Н.М, Шувал-Сергеева, В.С, Ястребова.
Вопросы техники безопасности согласованы с Раменским филиалом ВНИИгеофизики (В.А. Котюков).
В процессе работ получены консультации и помощь от В.Д. Бадалова, Д.Р. Бархатова, Б.Ф. Борисова, А.И. Бочарова, О.К. Владимирова, Э.А. Гавели, М.И. Голода, В.В, Голубкова, А.А. Грачева, Н.П. Григорьевой, М.Н. Дятловой, Л.В. Егоровой, А.Д. Ефимова, Е.Б. Изотовой, Л.М. Иоффе, Л.Т. Исаева, Г.А. Карвелиса, Б.Н. Маркова, А.В. Матвеева, В.Е. Никитского. П.Н. Петухова, Л.Е. Подгорной, А.А. Рыжева, Ю.А. Семина, А.А. Смирнова, М.Н. Столпнера, А.А. Фельдман, В.И. Федюка, А.Ф. Фокина, И.Б. Хургина, Г.А. Череменского, Р.Т, Чиркина.
Авторами сделана в 1980 г. информация об издании Проекта инструкции по электроразведке в г. Апатиты (Всесоюзное совещание по электромагнитным зондированиям с МГТ - генераторами), в г. Ленинакане (конференция молодых ученых), в г. Караганде (школа по обмену опытом в области скважинной геофизики), на курсах повышения квалификации ИТР в ЛГИ, ВИТР, в г. Красноярске – 29 – 30 сентября на совещании индуктивной электроразведке Минцветмета, 1 – 3 октября – на Всесоюзной геофизической конференции, в 1982 г. на Всесоюзном научно – техническом семинаре в г. Октябрьском 1 – 5 ноября, а также в публикации в Известиях Вузов ( Сер. Геология и разведка, 1981, №11).
Инструкция согласованна с начальником Управления В.А. Ерховым. Инструкция утверждена заместителем Министра геологии СССР Ю.Г. Эрьве 24 декабря 1981 г.
В процессе обсуждения собран большой материал, в значительной степени учтенный при подготовке окончательного текста Инструкции. Составители глубоко признательны всем, оказавшим помощь в работе над Инструкцией.
В современных условиях работа, учитывающая изменения Инструкции по электроразведке, должна вестись постоянно. Поэтому систематически будут собираться сведения для ее дополнения и уточнения. Кроме того, предлагается периодическое издание материалов к Инструкции, содержащих каталоги аппаратуры, передачи программ, условные обозначения, основные термины и другие, важные для проведения работ сведения.
Общие сведения об Инструкции даны в разд. 1.1, 1.2.
В конце Инструкции приведен список основной литературы по методам.
Инструкция по электроразведке является одним из средств реализации «Основ законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах» (1975 г.).
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1.ВВЕДЕНИЕ
1.1.1. В настоящей инструкции изложены основные технические требования, предъявляемые к электроразведочным работам всеми методами, применяемыми в СССР.
1.1.2. Соблюдение изложенных в инструкции технических требований является обязательным для всех организаций СССР, выполняющих электроразведочные работы.
1.1.3. Настоящая инструкция является основным документом для согласования с инструкциями по другим видам геологических работ. Она является также основным документом для всех издаваемых в СССР методических руководств, норм выработки, учебных пособий, программ обработки данных, справочников, словарей, наглядных пособий и других материалов. Предназначенных для обслуживания электроразведочных работ и подготовки специалистов в этой области.
1.1.4. Настоящая инструкция действует вместо «Инструкции по электроразведке»: ч. 1. Методы постоянного тока, естественного поля и теллурических токов. М., Госгеолтехиздат, 1961. 152 с.; ч. 2. Методы переменных электромагнитных полей и вызванной поляризации. М., Недра, 1966. 232 с.
МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ
Электроразведка предназначена для решения широкого круга геологических задач и объединяет группу методов прикладной геофизики, основанных на наблюдении и изучении особенностей распределения характеристик электромагнитных полей естественного или искусственного происхождения, обусловленного дифференциацией горных пород и руд по физическим свойствам (удельной электропроводности, диэлектрической проницаемости, магнитной проницаемости, вызванной поляризуемости и др.).
Методы электроразведки применяются для решения ряда специальных задач (геологического картирования, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, при гидрогеологических, инженерно – геологических изысканиях и различного рода специальных съемках, в частности археологических).
Методы электроразведки являются направленными на решение геологических задач способами, основанными на изучении и анализе электромагнитных полей на земной поверхности, в скважинах, шахтах, в атмосфере и море, а также на изучении физических свойств горных пород и руд.
В зависимости от поставленной задачи и конкретной геологической обстановки в работах по одному и тому же методу используются различные установки для наблюдений. Производимое по этому признаку более дробное деление метода носит название его модификации.
С другой стороны, методы электроразведки по условиям, в которых производятся наблюдения, делятся на наземные, аэро -, морские, скважинные и шахтные варианты, отражающие технологию работ. Сама суть метода остается единой во всех проявлениях: модификациях и вариантах.
Наличие большого числа геологических объектов с самыми различными свойствами, а также разнообразие источников и наблюдаемых характеристик поля привели к созданию ряда методов электроразведки. В инструкции рассматриваются следующие методы.
Наземная электроразведка
1. Метод естественного электрического поля
2. Метод заряда
3. Метод электропрофилирования
4. Метод электрического зондирования
5. Метод вызванной поляризации
6. Метод магнитотеллурического поля
7. Метод электромагнитного зондирования
Метод частного и дистанционного зондирования гармоническим электромагнитным полем
Метод зондирования становлением электромагнитного поля
8. Методы электромагнитного профилирования
Низкочастотный индуктивный метод незаземленной петли
Низкочастотный индуктивный метод длинного кабеля
Метод дополнительного электромагнитного и индуктивного профилирования
Метод переходных процессов
9. Методы радиоэлектромагнитного профилирования – радиокип
10. Метод переменного естественного электрического поля
11. Метод переменного естественного магнитного поля
12. Метод блуждающих токов
Скважинная электроразведка
1. Методы скважинной электроразведки постоянным (низкочастотным) током
2. Метод дополнительного электромагнитного профилирования в скважинах
3. Радиоволновые методы
4. Скважинный вариант метода вызванной поляризации
5. Скважинные варианты метода переходных процессов
6. контактный способ поляризационных кривых
7. Метод частичного извлечения металлов
Аэроэлектроразведка
1. Аэроэлектроразведка методом дополнительного индуктивного профилирования
2. Аэроэлектроразведка методом длинного кабеля
3. Аэроэлектроразведка методом радирэлектромагнитного профилирования – радиокип
4. Аэроэлектроразведка методом переходных процессов
Морская электроразведка
1. Дипольно-осевое зондирование с непрерывными измерениями
2. Морской вариант зондирования становлением электромагнитного поля
3. Электропрофилирование с непрерывными измерениями
4. Морской вариант магнитотеллурического зондирования
5. Морской вариант метода естественного электрического поля
Шахтно-рудничная электроразведка
1. Метод дипольного индуктивного профилирования в железорудных карьерах
2. Шахтный вариант метода дипольного электромагнитного профилирования
3. Метод вызванной поляризации при картировании руд в карьерах месторождений цветных металлов
4. Электромагнитные измерения в скважинах подземного бурения с помощью комплексных станций
5. Шахтно-рудничные радиоволновые методы
Изучение электрических и магнитных свойств горных пород и руд (удельной электропроводности, магнитной проницаемости, диэлектрической проницаемости и их анизотропии, а также вызванной поляризуемости).
Группу методов, основанную на изучении удельной электропроводности, иногда называют методом сопротивлений.
Различают группы методов, основанные на изучении электромагнитных полей естественных и искусственных источников поля, а среди последних – подгруппы, основанные на изучении частотных характеристик импульсных полей. Все, делается в электроразведке, сводится к зондированию или профилированию.
Изучение свойств производится как на обнажениях (параметрические измерения), так и на образцах в лабораторных условиях. В помощь интерпретации выполняется моделирование.
КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ С ДРУГИМИ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Геологическое картирование. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых требуют комплексирования различных методов геологоразведочного производства с целью полного, достоверного, быстрого и экономичного решения геологических задач. Геофизические методы. В том числе электроразведка, являются частью общего геологоразведочного комплекса, представленного геологическими, геофизическими, геохимическими и технико-механическими (бурение, проходка горных выработок) методами и средствами.
Место электроразведочных работ в общем комплексе геологических исследований и их конкретные задачи определяются в каждом случае исходя из реальной геолого-географической обстановки, возможностей методов и решения поставленных задач в данных условиях, экономической целесообразности их применения с учетом стадии работ.
При приведении работ необходимо руководствоваться действующими в системе Мингео СССР директивными указаниями и методическими рекомендациями по комплексированию геологических и геофизических, в том числе электроразведочных, методов. При определении радионального комплекса методов используется также весь накопленный опыт работ в сходных геологических условиях.
Геофизические, в том числе электроразведочные, исследования на стадиях регионального геологического изучения, поисково-съемочных и поисковых работ выполняются планомерно с постепенным охватом всей площади исследуемого региона и последовательным укрупнением масштаба детальности исследований.
Методы электроразведки являются ведущими при изучении площадей рудных районов, сложенных слабомагнитными и слабоконтрастными по плотности метаморфическими и осадочными комплексами пород при наличии разницы в электрических свойствах, а также для решения задач структурного картирования, при работах на угольных месторождениях, гидрогеологических и инженерно-геологических изысканиях.
Ведущим геофизическим методом на станциях поисков и разведки рудных месторождений является электроразведка. Наиболее широко применяются методы электропрофилирования, заряда, вызванной поляризации, переходных процессов в различном их сочетании, с помощью которых решаются разнообразные задачи – от детального изучения морфологии рудовмещающих и рудоконтролирующих структур до выделения отдельных рудных тел и определения их размеров и элементов залегания.
Наземные геофизические работы следует рационально сочетать с подземными, скважинными и шахтными геофизическими исследованиями с целью обнаружения рудных тел в межскважинном и межвыработочном пространстве, корреляции рудных интервалов, оценки распространения оруденения на глубину, изучения морфологии рудных тел скважинной и шахтной электроразведкой методами естественного электрического поля, вызванной поляризации, переходных процессов, электрической корреляции, радиоволнового просвечивания и сейсмоэлектрического эффекта.
Методы аэроэлектроразведки включает в комплекс выборочно: методы длинного кабеля, дипольного индуктивного профилирования, радиокип в сверхдлинноволновом диапазоне – при геокартировании и поисках проводящих зон; при поисках из руд низкого удельного сопротивления (медно-колчеданных, медно- никелевых). В условиях шельфа аналогичные задачи решаются методами морской электроразведки.
1.3.6. Рациональный выбор методов, правильное их использование и интерпретация результатов наблюдений основываются на знании электрических, магнитных и поляризационных свойств горных пород и особенностей их изменения в разрезе. Поэтому рекомендуется проводить сбор и изучение данных по электрическим свойствам горных пород, слагающих район исследования, на всех стадиях применения электроразведочных работ.
1.3.7. Определяющее значение при выборе рационального комплекса имеют размеры, форма, физические свойства и глубина залегания геологических объектов и месторождений полезных ископаемых с учетом требований промышленности.
1.3.8. Конечной целью геофизических работ являются картирование и изучение геологических объектов, поиски рудных полей, месторождений и отдельных залежей, оконтуривание и оценка выявленных рудных объектов, а также решение горно-тенхнических задач.