Способ геоэлектроразведки

Ргвударствовтьй квинтет СССР ао авлаи изобретений и открытки(72) Автор изобретения Л. П, Кферева Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. В.В, Вахрушева(54) СПОСОБ ГЕОЭЛгЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к геофизической разведке рудных месторождений полезных ископаемых,Известен способ для поисков и разведки рудных тел, использующий электрохимические процессы, возникающиепри пропускании тока через горггыепороды. На границе различных минералов с растворами, содержащимися в порах горных пород, при.пропускании тока возникают электрохимнческие про 10цессы, которые могут быть зарегистрированы в форме полярйзационных кривых,По параметрам электрохимических реакций нашедших отражение на поляризаЭ5ционных кривых, можно судить о минеральном составе и величине поверхности рудных тел, о количестве каждогоминерала в рудных телах 1 1.Недостаток этого способа - низкая .10разрешающая способность измерений.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является контактныгг способ поляризационных кривых, заключаю" щийся в последовательном возбуждении электрохимических реакций на границе рудного тела с вмещающими породами при постепенном изменении величины тока, регистрации и изученигт поляризационных кривых. Потенциалы электрохимических реакций позволяют определить минеральгый состав, а предельные величины токов дать количественную оценку поверхности рудного теда и наличия каждого электропооводящего минерала в рудном теле (2.Недостаток этого способа заключа- ется в том, что потенциал электрохимической реакции, нашедшей отражение на поляризационной кривой, является единственным признаком, по которому определяется наличие того или иного минерала в рудном теле, Кроме того, существенно влияние сопротивления измерительной цепи, так как на потенциал минерала, характеризующий непосредственно электрохимическую ревмя,цию, при пропускании тока в цепи накладывается сумма падений. напряженияХ Ь 0,1 иа отдельа 1 х участках цепи,которые полага 1 отся линейнь 1 ми относительно тока, компенсация ЬО 1спомощью генератора разности потенциалов требует неоднократной записиодноЙ и той же поляризационной кривой. Рчтерцретация поляризацонныхкривых затруднена также из-за влияния 10причин электрохимическсго характера,Связаных с многостадийностью и близостью потенцианов отдельных электроХимических реакцийь сопровождающихсяактивационным пер 8 напряж 8 нием и раз яличными Видами поляризацииЦель изобретения - повыщекие точности измерений,Поставленная цель достигается темчто согласно способу, Основанному на 20пропускании через исследуемый объектпостепенно изменяющегося электрического тока и измерении зависимости между величиной тока и измеряемьгм потенциалом прОпускаемь 1 й ток увмп 1 чивают 25ступенчатоу пОсле заданнОго интервалавремени в каждой ступени его выклкчают, измеряют напряжение Вызванной,поляризации (Вп) а посл 8 достижениямаксимального тока - параметры ВП 30при саморазряде, затем вновь пропускают ступенчатый ток противоположнойполярности и измеряют палярнзацнонныекривые и параметры вызванной поляризации, по которым строят кривые анодной, катодной и суммарной нелинейнойВызВанной поляризации и судят О мин 8 ральном составе и пористости объекта,Это позволяет повысить достовер.ность интерпретации результатов путем ф 0неоднократного отражения каждой электрохимической реакции на несколькихкривых; на поляризацнонной кривойкривой зависимости величины потенциала поляризации рудного тела от величи- ф 5ны пропускаемого тока;, на кривой вызванной поляризации (ВП)- кривой зависимОсти Величины поляризации рудноготела через Определенный промежутоквремени лри кратковременном выключении тока От Величины пропускаемОГОтока" на кривой ВП при пропусканиитока противоположной полярности; накривых суммариой нелинейной ВызВанной поляризации (НВП); на кривых саморазряда.Кривые суммарной нелинейной выэ"ванной поляризации являются новым прнзнаком для определения минерального состава и пористости рудного тела.Ба кривых вызванной поляризации устранено. влияние сопротивления.электрической ц 8 пн и унущена Возможность диф Ференцирования электрохимических реакций близких по значению потенциала.На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа в лабораторных условиях, на фиг.2 и 3 - кривые отражающие последовательность осуществления предлагае" мого способа на примере поляризациипирита и графита соответственно; на фиг.4 - кривые суммарной нелинейной вызванной поляризации для трех групп образцов: пирит и медно-колчеданная руда платина и плотные углеродистые образцы, пористые графиты.В устройстве для осуществления способа источником постоянного поляризующего тока служит батарея 1. Включение гока и изменение направления тока в цепи производят ключами. Величину поляризующего тока. в цепи АВ устанавливают переменным сопротивлением 2 и измеряют прибором 3, (1 ля пропускания тока через исследуемое рудное тело 4 (на схеме исследуемый электрод) и электролит используют вспомогательный платиновый электрод .5 и солевые мостики 6. Величину поляризации исследуемого электрода Относительно насьпценного каломельного электрода 7 измеряют вольтметром 8, используя прн этом цепь ИИ. Коммутирующее устройство 9 позволяет включать и выключать поляризующнй ток в цепи АВ, переключать чувствительность измерительного канала одновременно с выкл 1 очением цепи АВ. Оно обеспечивает отсчет значения вызванной поляризации исследуемого электрода 4 через определенный промежуток времени после выключения тока. Коммутирующее устройство 9 снабжено комненсатором поляризации.Способ осуществляется следующим образом.Исследуемьгй минеральный электрод после предварительной чистки помещают в электролит, Значение потенциала минерального электрода 4 выдержанного в электролите в течение суток, измеренное относительно насыщенного каломельного электрода 7, принимают за стационарное. Перед снятием поляриза-ционных кривых стационарный потенциал электрода 4 записывают, а затем тщательно компенсируют, используя дляэтого компенсатар поляризации. В цепиАВ переменньм сопротивлением 2 устанав"ливают определенное значение тока, который пропускают через исследуемыйминеральный электрод 4 и вспомогательный платиновый электрод 5 в течение2 мин. Этого промежутка времени обычно достаточно для стабилизации потенциала электрода 4. Так как стационарное значение потенциала электрода 4компенсируют перед пропусканием така,то ламповым вольтметром 8 измеряют значение поляризации электрода 4, т.е,изменение потенциала электрода 4 ат-, аносительно стационарного значения. Регистрируют значение тока и значениеполяризации электрода 4 ва время прапускания тока,Выключают ток в цепи АВ, отмечают 20значение поляризации обесточенногоэлектрода 4 через определенный промежуток времени после выключения тока,используя цепь ИЙ. Затем вновь замыкают цепь АВ, устанавливают следующее значение величины тока, выдерживают электрод 4 при этом таке в течение двух минут, отмечают значение,потенциала поляризации электрода 4,выключают ток, измеряют опять значе Оние поляризации обесточенного электрода 4. Таким же образом получают вседругие точки для построения поляризационнай кривой и кривой вызваннойполяризации, Поделив величину тока на 35площадь видимой поверхности электрода4, получают значения плотности тока,для которых известны значения поляризации электрода 4 ва время пропускания тока и через определенный интервал 40времени после выключения тока. Принизких плотностях тока (малая поляризация) для построения кривых получают10-15 точек, при высоких плотностяхтока (полная поляризация) поляризацию 43электрода 4 начинают при значенияхтока, которые соответствуют двум последним точкам малой поляризации, изаканчивают снятием трех-четырех тачек после начала выделения газообразных продуктов электролиза, Последняятачка на кривой вызванной поляризации является начальной точкой принаблюдении кривой саморазряда, Дляследующих точек кривой саморазряда 55значения поляризации электрода 4 отмечают через 5,10,20,30,б 0, 120,180,240300 с после выключения тока. 6 6Затем изменяют направление тока в цепи ЛВ и снова получают поляризационную кривую, кривую вызванной поляризации и кривую самараэряда. Направление тока, при котором наблюдается положительная поляризация электро- да(ФЬМ), соответствует аноднай поляризации, а противоположное направление тока - катодной поляризации -Ь), Точки для кривой суммарной нелинейной вызванной поляризации получают путем алгебраического сложения значений анодной и катодной поляризации электрода Ьфонап=+ а-а 9 для одинаковых плотностей тока при поляризации и одинаковых моментов времени при саморазряде электрода.Анализируя кривые суммарной нелинейной вызванной поляризации, судят о минеральном составе и пористости рудного тела.Опытная проверка способа проводится в лабораторных условиях на примере исследования поляризации пирита (фиг.2) и пористого графита (фиг.З) при низких плотностях тока и на примере анализа кривых суммарной нелинейной вызванной поляризации в широких пределах изменения плотности тока (фиг.4)для трех групп образцов: пирит (кривая 10) и медно- колчеданная руда (кривая 11), платина ( кривая 12) Ч плотные углеродистые образцы (кривые 13,14), пористые графиты (кривые 15,16), Исследуемые образцы пирита имеют площадь видимой поверхности 0,2 см ,графита - 0,25 см В2качестве электролита используют 0,3 Й раствор Йа 2504. Измерения вызванной поляризации исследуемых образцов производят через 1 с после выключения тока.Исследования поляризации пирита н пористого графита (фиг,2 и 3) показывают следующее. По.поляризационньи кривым 10 для пирита (фиг.2) можно отметить одну анодную (+Ьт=0,25 В)и две катодные - Ь ,1 О,2 В и-дЧ = =.0,30 В) электрохимические реакции, а для пористого графита (фиг. 3) практически нельзя отметить ни одной электрохимической реакции. Облик поляриэационных кривых повторяют кривые вызванной поляризации 11, по которым также можно отметить для пирита анодную ( Ь 9 = О, 15 В) и две катодные -М,10,13 и-.аФ 0,27 В) электро- химические реакции, Так как кривыеФормула изобретения 9 85789Использование предлагаемого способа позволяет построить кривые суммарной нелинейной вызванной поляризации и повышает, в конечном итоге, достоверность определения минерального сос-тава и пористости рудных тел, не требуя дополнительных затрат. Способ геоэлектроразведки, осно О ванный на пропускании через исследуемый объект постепенно изменяющегося электрического тока и измерения зависимости между величиной тока и измеряемым потенциалом, о т л и - 15 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения Точности измерений, пропускаемый ток увеличивают ступенчато, после заданного интервала времени в каждой ступени ток выключают и из 6 10меряют напряжение вызванной поляризации ВП), а после достижения максимального тока - параметры ВП при саморазрядке, затем вновь пропускают ступенчатый ток противоположной полярности и измеряют поляризационные кривые и параметры вызванной поляризации, по которым строят кривые анодной, катодной и суммарной нелинейной вызванной поляризации и судят о минеральном составе и пористосуи объектаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Нф 360630, кл. 501 Ч 300, 1973.2. Рысс Ю.С. Поиски н разведка рудных тел контактным способом по-.11 ляризапионных кривых. Л., Недра 1973, с. 168 прототип) .85 У 896 Состав Техред В. Зверанта орректор Н. Швыдкая Редакт ец Зака Подписное ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,1 ИИПИ Государс по делам изоб 13035, Иосква,енноготений