Способ геоэлектроразведки

(5) М,Кл з бО ЧЗ/09 с присоединением заявка ЗЙ -йвулараааннЫ аепат СИР аф ааааа нзааратаннй н атнрмтнйДата опубликования описания 25.02.811 Ъ:. ф т) Р ЭСс:,дя 4 д д ф,(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕД2Изобретение относится .к поискам и раз-; . источников пригодных для различных геогра-" ведке месторождений твердых полезных нс-, фических условий и способных к передвикопаемых с помощью электрического тока.: женню при поисках н разведке месторождеИзвестен способ геоэлектроразведки, в .ний полезных ископаемых, представляет котором контактным йутем селективно воз-, сложную инженерно-техническую задачу. буждают и измеряют электрохимические ре.акции на рудных материалах, /входящих в Цель предлагаемого способа - умень- состав рудных тел), /, :кение мощности используемых источников:В случае близости измеряемых потенциа Поставленная цель достигается тем,.что лов их трудно разделить друг от друга. и в способе геоэлектроразведки, в котором поэтому нельзя определить минеральный . через поверхность рудного тела пропускают состав рудных тел. . М постоянный ток, линейно возрастающий воИзвестен способ геофизической разведки. времени и измеряют потенциал рудного терудных месторождений, основанный на воз-. ла относительно вмещающих пород, реэульбуждении электрохимических реакций на гра- таты измерений представляют в форме венице оруднения с йомощью электрического ляризацнонных кривых зависимости заме. тока меняющейся силы, которые регистан-. ренного потенциала от величины тока, суруются в виде поляризационных кривых. Из- дят о минеральном составе и размере рудмеренные значения потенциалом сравниваог него тела путем сравнения измеренных знас эталонными значениями потенциалов из- чений потенциала с эталонными значениями вестных материалов и судят о минеральномпотенциалов реакцией известных минера- составе рудного тела 2). лов ток пропускают циклами. В каждом цвкДля рудных объектов (более 700 - ООО м р ле ток изменяют от нуля до предельного зиапо простиранию и падению) необходимы ис- . чения, после чего его выключают и изме- -. точники, способные генерировать постони- ряют потенциал рудного тела, а следующий ный электрический ток силой в несколько ты 1 цикл начинают при значении потенциала, сяч и десятки тысяч ампер, Создание. таких соответствующем потенциалу последнейэлектрохимической реакции, возбуждвннойв предыдущем цикле.На чертеже представлены результаты измерений всех циклов в виде суммарной поляризации кривой рудного тела.При прохождении электричес 1(ого токаюерез границу орудеценил с вмеща 1 ощими по родами протекают электрохимические реакции, в результате их возникают соответствующие продукты, которые самим током, вли другими силами (диффузил, инфильтрация и т. д.) отводятся из зоны реакций. Если скорость отвода продуктов реакции от реагирующей поверхности больше скорости их образования, то интенсивность протекания реакции можно усилить, увеличивал силу пропускаемого тока. Если скорость отвода продуктов реакции меньше скорости их образования, то возникает явление предельной силы тока и под его влиянием к предшествующей .реакции прибавляется повал, которая обеспечивает дальнецшее возрастание тока.После съемки поляризациоцной кривойс изменением силы тока от нуля до максиму ма пропускация тока прекрашается и возйикшце продукты одной или нескольких реакций отводятся из зоны реакции силами цеэлектрической природы (диффузия и др.) н исследуемая фцзи(о-химическая система: рудное тело - вмещающее породы постепенно возвращается в, исходное состояние до пропускация тока. Этот процесс деполяризации в зависимости отконкретных физико- химических условий имеет разную длительность. Прц полной поляризации происходит . повторный процесс возбуждения электрическим током электрохимических реакций к воспроизведению ранее регистрируемых про цессов. Однако если не дожидаться полной деполяризации и начать новое воздействие " током ца границу оруднения с вмещающимипородамц с некоторого промежуточного сос. тояния исследуемой фцзико-химическойсистемы, между ее исходным состоянием и тем, в котором оца находилась в момент прохождецил максимального тока, то вновь возбуждаемые процессы будут включать реакции, для которых успел завершиться процесс деполяризации, а также новые реакции, которые следуют за последней, достигнутой прй пропусканиц максимального тока в пер.вый раз. Соответственно реакции, длл которых не начался процесс деполяризации, не будут отражены ца новой поляризационной кривой, которая представляет собой участок суммарной общей кривой. Отражаются процессы от физико-химического состояния рудного тела и вмещающих пород, при которых часть реакций прошли процесс поляризации и недеполярйзованы, до состояния системы, при котором протекает сумма реакций, включающая ранее возбужденные процессы и новые реакции, обусловленньы; новторцым пропусканием тока, Чем меньше время деполяризации, тем выше вдоль оси силы тока участок суммарной по. ляризационной кривой, фиксируемый приповторном пропускации тока через рудное тело. При достаточно большом времени деполяризации наблюдаемая кривая отвечает 5 только начальному участку суммарной полярцзациоцной кривой.Если ввести представление о цикле измерений поляризационных кривых,с изменением силы тока от нуля до максимума, возможного в конкретных условиях наблюдений, то, проводя измерения в несколько циклов при соответствующем выбранном времени деполяризации, можно последовательно зафиксировать всю поляризационную кривую. За каждый цикл будет снят только участок поляризационной кривой. В каждый новый цикл измерений регистрируемый участок перемешается вдоль оси тока.Он частично фиксирует кривую, записанную в предшествующий цикл и прибавляет новый участок кривой. Поскольку для двух смежных циклов участки суммарной кривой частично перекрываются, то, накладывая их друг ца друга (со смешением вдоль оси силы тока) получают суммарную поляризационцую кривую. Устанавливая по ней потенциалы и предельную силу тока реакций., определяют состав и размеры исследуемых рудных тел.В зависимости от конкретных геологических условий время деполяризации между циклами измерений может быть разным и 30 устанавливается экспериментально или рассчитываетсл теоретически в каждом случае специально.Число циклов наблюдений зависит отвеличины максимального тока в каждом цикле. Чем больше максимальный ток, тем меньше нужно циклов для регистрации суммарной поляризационцой кривой. Наборот, увеличивая число циклов измерений, можно снизить величину максимального тока поляризации. В результате, при выбранном значении максимальной силы тока можно исследовать при соответствующем числе ци(лов,объекты любых размеров.Способ осуществляют следующим образом.Через два питающих электрода, один из 45 которых может быть заземлен во вмещающих породах, а другой в иих, или внутри рудного тела, от внешнего источника пропускают электрический ток. Постепенным увеличением тока последовательно возбуждаютодну реакцию за другой на разных минералах. Электрические процессы регистрируют в форме поллризационных кривых путем одновременной записи графической зависимости между силой протекающего тока и электрохимическим потенциалом. на граййце рудного объекта вмеща 1 ощей средыЭлектрохимический потенциал устанавливают с помощью измерения, разности потенциалов между приемными электродами за вычетом омического напряжения между яями. Один из приемных электродов располагают во вмещающих породах в произвольном месте, а другой на соответствующей точ-ке профиля, или внутри рудного тела.,В последнем случае питающий и приемный электроды могут быть совмещены, Вычитаниеомического напряжения производят автоматически с помощью генератора компенсации, связанного с питающей линией, напряжение от которого алгебраически складывается с разностью потенциалов между приемными электродами на входе измерителяпотенциалов. Так производят запись поляризационной кривой с изменением силы тока от нуля до максимума, Затем выключаютток и следят по показаниям измерителя потенциалов эа изменениями электрохимического потенциала во время процесса деполяризации. Как только потеНциал достигаетзначения потенциала предшествующей реакции или перехода к нему, включают ток ивновь изменяют его от нуля.до максимума,регистрируя в новый цикл изменение токаучастка суммарной поляризационной кривойрасположенной вдоль оси силы тока вышепервого, Далее опять. выключают ток и следят за изменением потенциала в период деполяризации. После достижения значенияпотенциала предшествующей реакция вновьвключают ток и регистрируют следующийучасток суммарной поляризационной кривойв последующем цикле и т. д. Полученные отрезки суммарной поляризациониой кривойсоединяют друг с другом, совмещая поляриэационные ступени соответствующих процессов.На чертеже криваяотражает регистрацию двух процессов при потенциалах .ф, == -0,5 В (реакция катодного восстановле-.ния пирита) по оси абсцисс отмечены значения потенциала, по оси ординат - величина тока. Запись кривой 2 начата с по-:тенциала, при котором регистрируется в первом цикле кислородная реакция. На кривой2 виден переход от регистрации кислороднойреакции к пиритовой и переход к записиреакции на халькопирите при потенциалегз = -0,62 В, фиксируемой при токе 20 ОЪПосле завершения второго цикла наблюдений и выключения тока, регистрация кривой 3 (третий цикл измерений) начата спотенциала, отвечающего регистрации. иапирите, Далее проведена запись переходаот пихтовой реакции к халькопиритовой,затем самой реакции на халькопирите, учас 1ка перехода.к следующей реакции на галените. (.Р,= -0,84 В) и начала этой реак .ции, Аналогично сняты кривые 4 и 5 с ре-гистрацией на кривой 4 реакций на галенитеи сфалерите (Ф = - 1,28) и иа кривой 5реакций на сфалерите и водородного про: цесса на сумме всех минералов при потейциале т = - 1,48 В,По результатам наблюдений по отдельным циклам строят суммарную поляризационную кривую, путем сложения ее отрезков, записанных в виде кривых 1 - 5. При сложе-нии используют известные свойства поляризационных кривых, заключающееся в том, .цто потенциалы и предельная сила тока элек трохимических реакций не зависят от угланаклона прямолинейных отрезков, отражающих соответствующие электрохимические процессы. Это позволяет, совмещая участки кривых в области перехода от предшествующей реакции к последующей и меняя угол наклона прямолинейных отрезков так, чтобы потенциал реакции оставался без изменения, достроить к кривой 1 кривую 2, затем кривую 3 и т. д, Результат сложения кривых 1 - 5 представляет собой суммарнуюполяризационную кривую б.Найденные по кривым 1 - 5 и суммарнойкривой б значения потенциалов и определенной силы тока реакций, используют для оп; ределения состава, размеров и запасов об: следованного рудного тела,.20 Применение предлагаемого способа геоэлектрораэведки обеспечивает возможностьизучения состава, размеров, запасов и другиххарактеристик рудных тел без ограничения их размеров в зависимости от мощности используемых источников .электрического : ,тока. Уменьшение мощности. источника токаобуславливает снижение стоимости техни: ческих средств, Снятие ограничение по раз, мерам обследуемых рудных тел позволяет З 0: изучать тела протяженностью несколько км. Формула изобретения Способ геоэлектроразведки, в котором35; через поверхность, рудного тела пропуска 40 4 50 55 ют постоянный ток, линейно возрастающий во времени и измеряет потенциал рудного тела относительно вмещающих пород, результаты измерений представляют в форме поляризационных кривых: зависимости измеренного потенциала. от величины тока, и судят о минеральном составе и размере рудного тела путем сравнения измеренных значений потенциала с эталонными значениями потенциалов реакций известных минералов, отличающийся тем, что, с целью. уменьшения мощности используемых источников тока, ток пропускают циклами, в каждом из которых ток изменяют от нуля до предельного значения, после чего его выключают и измеряют потенциал рудного тела, а последующий цикл начинают при значении потенциала, соответствующем. последней электрохимической реакции, возбужденной в предыдущем цикле, по результатам измерений потенциалов по отдельным циклам строят суммарную поляризациониую кривко рудного тела. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе805225 8 Р,А ф И Л, Воскобойниковйквс КорректорПодпнсноного комитете СССРннй н открытийРаушсквя нвб., д, 4/5Ужгород, ул. Проектнвя, 4 Составит Ковальчук . Техред ЗЮ 8Тираж ВН КИПИ Государствен по делам квобрете 1 ЗОЗ 5, Мосвэв, Ж - Зь лнвл ППП Патент, г.. Рысс Ю. С, Применения контактного способа поляризационных кривых для оцен; ки рудопроявления при разведке рудных месторождений. Сб. Разведочная геофизиха СССР на рубеже 70-х годов. М.Недра, 1974, с, 35 - 380.2. Авторское свидетельство СССР360630, кл. 6 О Ч 300, 972 (прототип).