Гео изикалық барлау әдістерінщ

V T
айньшалы ток жіберіп, арнайы зондтар мен телефонд ар арқылы жер 
бетінде электр потенциалдары тең нүкгелерді анықтауды үсынды.
Сонымен, XX ғасырдың басында электрбарлау өдістері негізінен 
шетел ғатымдарыны ң күшімен дамыған:
XX 
гасырдың бірінші жартысында шетел ғалымдары үсынган элект- 
рлік барлау әдістерін  Кеңес үкіметі ғалымдары теориялық жөне іс 
жүзінде пайдалану жағынан жетілдіріп, жергілікті кен орындарында 
қоддануды бастады. КСРО-да алғапіқы электрлік барлау жүмыстары, 
осы  әдістің  теориялық  негізін  жасаушы  белгілі  ғалым,  профессор 
АА.Петровскийдің  басшылығымен  жүргізілді  (1923  жыл  ашылған
қолданбалы  геофизика  институтының  электрлік  барлау  болімінің 
меңгерушісі).  Белгілі ғалым жоне үстаз А.А.Петровский білікті гео- 
физик-мамаңцар дайындауға да аса көңіл болген. Оньгң ғылыми туын- 
дыларының арасында “Электроразведка постоянным током” (1932), 
“Курс магнетизма”  (1907) жөне  “Специальный курс электричества 
для разведяиков-геофизиков” (1932) атты оқу қүралдары осы күнге 
дейін өз қүндылығын жойған жоқ.
40-жылдарға дейін Кеңес үкіметі аумағыңда электрбарлаудьщ дамуы 
екі бағытта жүргізілді: жер бетіне жақын орналасқан пайдалы қаз- 
баларды (рудалық кен орындарын) және 1000 м-ден  астам тереңцікте 
орналасқан мүнай жөне басқа да кен орындарын іздестіру. 20-жылдары 
АА. Петровский басшылығымен бірінші бағьптағы барлау жүмыстары 
жүргізілсе, екінші бағытгағы зерттеулер 30-жыдцары Грозный және
Баку мүнай көсіпшілгіктерінде ПІлюмберже фирмасы жүргізген жүмыс -
тардан кейін дами бастады.
Сонымен,  1924—1925 жылдары Кеңес үкіметі аумағыңца жүргізілген 
тәжірибеяі алектрлік барлау жүмыстары бүл өдістің келешегі мол екен- 
дігін дөлелдеді.  Міне, осы жылдарды пайдалы қазбаларды барлауда 
электрлік барлау өдісін өңціріске енгізудің басталған уақьгш деп айтуға 
болады. Сонан бері, 75 жылдан астам уақытта элекірдік барлау өдістері
турақгы токты пайдаланатын кдрапайым кедергі одісінен, бүгінгі табиғи 
және жасанды epic көздерін пайдаланатын күрделі электрмапгиітік 
сүңгілеу эдістеріне дейін үзақ жолды еткерді.
4.2.  Тау жыныстарының  электрлік  касиеттері
Жыныстардың  электрмагниттік  өрісінің  өзгерісін  анықтайтын 
негізгі параметрлер қатарына меншікгі электр кедергі р, диэлектрлік 
е және магнитгік р өтімділік (откізгіштік) жатады. Енді осы аталған 
параметрлерге толығырақ тоқталайық.
105

Меншікті электр кедергі
 р.  Материалдың өз бойымен таралатын
электр  тогына  кедергілік  қабілеті  оның  меншікті  электр  кедергісі 
арқылы сипатталады. 
W
1
p - n f
(4.1)
мүңдағы 
R
  кедергі, Ом; 
S
  жьшыс үлгісінің көлденең қима ауданы 
м   >  L   -   О Н Ы Ң  
үзындығы, 
м.
Егер 
S
 пен 
L
 мөндері 1-ге тең деп алсақ, онда р
=R,
 яғни бүл 
Омм- 
мен өлшснетін сыртқы пішіні кубқа үқсас,  жақтары  1  м-ге тең тау 
жынысы үлгісінің кедергісі 
( Ю м м
 =100 
Ом см).
Тау жъгныстарының меншікті электр кедергісі өте  кең аралықта
өзгереді (10-  ден 107 
Омм-те
 дейін). Сонымен қатар, өрбір жыныстьщ
меншжп кедергісі түрақты түрде қалмайды, ол жыныстың физика-
геологиялық жағдайына байланысты мыңдаған тіпті он мыңдаған есе
өзгеруі мүмон. Өйткені, жыныстың кедергісі оның: 
а)
 минералдық
қүрамына, о) кеуекггігіне, 
в)
 жыныс қуыстарының сүйықпен толтырылу
деңгеиіне  жөне 
г)
  сүйық  фазасының  меншікті  кедергісіне  тікелей 
байланысты.
топқа бвлінеді:
байланысты минералдар
Өтюзгіш минералдар, р мөні  10-нан  10-4 Ом см-ге дейін; 
|
2. 
Жартылай өпсізгіш минералдар, р мөні 106-  109 Омсм-ге дейін; 
„  ^ и зб е й т ін  минералдар, р мәні 1010 - 10” Ом см-ге дейін; 
Непзп тау жынысын қүраушы  (породообразующие)  минералдар 
(кварц, слюда, доламит, кальцит жене т.б.) оте жоғары меншіісгі кедер- 
плерімен сипатгалады. Олай болса, қүрамында аталган минералдар бар 
жьпшстардьщ меншікті кедергісі де жогары болуы керек. Дегенмен, іс 
жүзщце олай емес, тау жыныстарының меншікгі кедергісі оргаша мөл- 
шерде 
ады.  үның себебі, жыныстьщ меншікті кедергісі минералдың 
қдамьііемю, непзінен, оның ылгаддшъшен анықшвды, ал ьщпвдық
жыныстың к е у а т л т  мен жарықшаісгыгына тікелей байланысты.
жыныстың кеуектілігі оньщ қүрамындағк қуыстар калемінің бар-
лық көлемге қатынасымен анықталады. Кеуектілігі бойынша жыныстар 
үш топқа бөлінеді.
! ,АтқЫлама«иныстар (гранит, диабаз, диорит, габбро, перидотит, 
порфир жене т.б.),  кваопит.  мппипп  Ппопгтчи 
______ *
өте
8 %-ға дейін жетеді.
„  '  ’  рганикалыҚ өктас, доломит, қүмтас, жіктас-сланцы, гипс, бор,
нгидрит жыныстары  үпгін кеуектілік малшері  1-2  %-тен  15-25  %,
сирек 
35 %-ке дейін жетеді. 
щ
106

3. 
Саз, оксаз-мергель, қүм, торф, топырақ өте жогары кеуектілік- 
терімен сипатгалады (20 %-дан 50-55 %-ға дейін, торф -  80%).
Жер қойнауында электрмагнит өрісінің таралуын сипаттайтын екін- 
ші параметр -  затшң 
диэлектрлік өтшділігі.
 Диэлекгрлік еггімділік электр 
заредтарының өзара ерекетгесуін сипатгайтын Кулон формуласыңдағы 
кері прапорционалды коэффициент.  Затгьщ диэлектрлік коэффи­
циент! деп сол затгағы электр өрісі кернеулігінің вакуумдегі элекгр 
өрісі кернеулігіне қатынасмн сипаттайтын коэффициентті айтады.
£   J
  е 0 (1  +  
Х д )
мүндагы  £„ -   вакуумдегі диэяектрлік өтімділік,  х,  “  диэлектриктің 
диэлектрлік өтімділігі. Диэлектрлік қабілетгілік ауа үшін нольге тең 
(х,~0), ал Е0==(1/36л)Ю'9 ф/м. Тау жыныстары үшін диэлекгрлік өтім-
ділік е0-ден 1 ООбр-ге дейінгі аралықта өзгереді.
Эл ектрбарл 
ауды ң 
түрақты ток төсілінде 
е 
параметрі электрмагнитгік 
өлшеулерге есері болмайды. Ал, жердің жоғарғы жиілікті эл ектрмап іит
өрісіне (жиілігі мыңдаған килогерц) оньщ өсері айтарлықтай. Сондык- 
тан бүл коэффициент электрбарлаудың радио-толқынды жиіліктерінде 
жүмыс істейтін төсідцерінде қарастырылады.
Жыныстардың 
магниттік қасиеттері
 магниттік кабілеттілігі 
%
 жөне 
қалдық магнитгелу деңгейімен сипатталады. Магнитгік қабілетгілік деп 
жыныстың сыртқы магнит өрісі есерінен магнитгелу деңгейін сипат- 
тайтын коэффициентті айтады. Ал, қалдық магнитгелу деп  жьпшстың 
сыртқы магнит өрісі жойылғаннан кейін бастапқы магнитгелу дең- 
гейінің сақталуын айтады (толыгырақ 2-бөлімде).
4.3.  Геоэлектрлік  қима  туралы  түсінік
Белгілі бір учаскенің геологиялық құрылысы  сол учаскені қүрай- 
тын тау жын ы стары нъщ литологиялық қүрамымен, көнелігімен, хи- 
миялық күрамымен жөне т.б. параметрлермен сипатгалады, ягни учас-
кенің  литологиялық,  стратиграфиялық,  геохимиялық  және  т.б. 
геолошялық қималары деп айтылады. Ал, учаскенің тау жыныстарын
электрлік қаситеттеріне байланысты боліп көрсетуці немесе сипаттауцы 
геологиялық қиманьщ тағы бір түрі — геоэлектрлік қима деп айтады
(4.1-сурет).
Геоэлектрлік және  геологиялық қималар  арасында  өзара тьныз 
тө>'едділік бар: жыныстың электрлік қасиеттері оның литологиялық 
қүрамына,  шығу тегіне жөне т.б.  қасиеттеріне байланысты.  Әрине 
мүіщай байланыстылық әр уақытта бір мағыналы емес. Қүрамы өр

түрлі тау жыныстардың кейбір жағдайда бірдей электрлік қаситеггер 
болуы мумкін, яғни бір геологиялық қимаға әр түрлі литологиялық 
геохимиялық немесе басқа қималар сөйкес болуы мүмкін.
а
*
t
o
/S O O n h
f
2
4.1-cypem.
 Литологиялық 
(a)
  жөне  геоэлектрлік 
(6)
  қималар.
1 ~
 борпылдақ түіілімдер; 
2 -
 ізбестастар; 
3
 -  жікгастар
Жер бетінен тереңцеген сайын температуралық жөне гидродннами- 
калық режимдердің,  қысымның жөне т.б.  жағдайлардьщ өзгеруіне 
байланысты тау жыныстарының меншікі электр  кедергісі езгереді. 
Дегенмен, жер қойнауының кейбір бөлігінде жыныстардың электрлік 
қасиетгері түрақты болуы (немесе аз ғана мөлшерде өзгеруі) мүмкін.
Мұндай жағдайда геоэлектрлік қиманы әр қабатгың езіне тән меншікті 
электр  кедергісі  бар  бірнеше  қабатгардан  түрады  деп  қарастыруға 
болады. Бұл электр барлау өдісінің негізін қүрайтын маңызды түсінікгін 
оірі,  яғни  геоэлектрлік  қиманы  қалыңдығы  өр  түрлі,  өр  қабатгы*
өзіне төн меншікті кедергісі  бар жеке қабатгардың жиынтығы деп
қарастыруға болады.
Жердің нақты геоэлектрлік қимасын анықтау мүмкін емес. Сон- 
дықтан іс жүзінде, геоэлектрлік қиманың қарапайым пішіндері пайца- 
лаішлады (бір өлшемці, екі өлшемді жөне үш өлшемді пішіндер) 
Элекгрбарлау практикасында ең көп тараған — б ір ____ _______
. J ™
1”  арқылы өртекті жеРДіҢ қимасы көлденең біртектіқимамен
алмастырылады, яғни жер қойнауын қүрайтын жыныстардың мен- 
ПШСП 
элсктр кедергісі жер 
бетінен теревдегеи 
сайын
олшемді
лығымен өзгереді. Жер
заңды
Р
о
сурет)
ылық
108

Ү
dit-t*
а)
б)
градиенттік
қабатты  (б)  пішіндері
Іс жузінде,  біртекті көлденең қабаттардан түратын бір өлшемді
f- 
1
  Л
___—  
A t r J   - u r n U A   1 /Т Т Т   Л Т П П Р . М І П   T f t t T f -
таралған. Төмеңде, 4.3-суретге екі жөне үш өлшемвд
қабат
шекаралары
денең қабаттардан түратьш геоалекгрлік қималар кслпршген 
қалыңпыгы).
Геоэлектрлік қиманың қарапайым 
Н И В Н Н
жеке 
қабатгардан түратын көлденең-қатпарлы қима болып саналады. 
Қалың 
қаггпарлардың санына байланысты геоэлеюрлік қима бір кабатгы 
(біотекті орта), екі қабатгы, үш қабатгы болып бөлінеді.
(- И |  гаэлекгрлік қимада меншікті электр кедерпа  аномальды
жоғары 
немесе аномальды томен қалың қабат болса,  онда мүндай 
кабат 
геоэлектрлік тірек беткейі
 
деп аталады. Мүңдай жоғары кедергш 
беткейлер 
өдетге жер қойнауындағы кристалды іргетасқа (іфистал- 
лический 
фундамент), қалың түзды қабаттарға сәйкес келеді.
/>о
оо
ауа
р
*
р
{
Ъ
)
 
ж ер
Ү
и
х
/*Н-І
/>Ы
б)
d
N
4.3-су рет.
 
Екі 
-  
(а)
 
жене үш қабатгы 
(б)
 
геоэлеісгрлік қималар
109

4.4. 
Электрбарлаудың  тура  жөне  кері  есептері 
Электрбарладуың  физика-математикалық  негіздерін  қарастыру
барысында кездесетін өр түрлі геориялық есептерді электрбарлаудың 
тура
 жөне 
кері
 есептері деп екі топқа бөлуге болады.
Электрбарлаудың 
тура есебі
 деп белгілі геоэлектрлік киманың жер 
бетінде тудыратын электрмагнитгік өрісін табуды айтады. Ал, электр-
щ 
кері есебі
 деп жер бетінде, шахтада немесе үңғымада өлше- 
нетш электрмагнитпк өрістің көмегімен геоэлектрлік қиманы табуды
айтады. Әдетге, бүл есепті шешу үшія өрістің шыгу көзі туралы қосым- 
ша мағл үматгар болуы керек.
Қазірде, алектрбарлаудың 
тура
 есебі бір елшемді геоэлектрлік қимага
арналып, өр түрлі тәсілдермен (аналитикалық және т.б.) шешілген 
Электрбарлаудың маңызды тура есептері қатарына жататындар: 
I) қальнггы қима (көлденең-қабатты) бетінде орналасқан нүктелік 
жөне  қосөрістік өріс  көздері  туралы;  2)  көлденең-қабатты  ортада 
орналасқан жазық электрмагниттік толқындар көзі туралы;  3) қа-
лыпты қима бетінде орналасқан айнымалы электрлік (немесе магнит- 
тис) қосөрістері туралы.
Міне, бүл аталған мәселелер электрбарлаудың түрақты электр тогы,
магнитотеллурлық, магнитоварнациялық жене электрмагнитпк зонды-
лаУ өдостершщ теориялық және өдістемелік негіздерін қүрайды. Олар 
аналнтикалық төсідцермен шешіліп, шешімдері интегралдар немесе 
қатарлар (ряды) түрінде өрнектеледі. 
1
Тура есепті шенгу қарапайым (бір өлшемді) денелер үшін айтар- 
лықтай қиын болмаса, екі өлшемді және үш өлшемді қималар үшін
0X6 кҮРДелі болып келеді,  аналитикалық формулалар алу 
көішіілік
 
жағдайда мүмюн емес.
Кері
 есеп 
бүл электрбарлаудың негізігі есебі болып  саналады. 
еоэлектрлік қиманың түріне сәйкес шешілуіне байланысты электр- 
оарлаудащ кері есебі бір өлшемді, екі өлшемці жөне үш өлшемді болын
еді.  детте, кері есеп бір алшемді геоэлектрлік қималар үшін оңай 
сегггелінеді. Ал, екі және үш өлшеңді кері есептердің шешілуі кейінгі 
іжзде ғана, гешошялық мақсатгардың күрделіленуіне байланысты қойы- 
отыр.  ларды шешущң бүгінп таңца взінше жолдары қарастырылуда-
жіктеу
Геофизикалык барлау өдістері арасында электрбарлаудың
соншалықты көптеп кездеседі. Мүның себебі, бірініщден, тау 
тарының электрлік қасиеггеріігіц түрлі озгерістерінен болса, екі
110

геологиялық 
мақсат үшш яайдаланылатьш ер түрлі элекгрмагюптік 
өрістердін түрлеріне байланысты. Сондықтан элекгробарлау өдістерін 
жіктеу өр түрлі түрғыдан жүргізіледі.
I. Шеішлетін геологиялық мақсатгарына байланысты электрбарлау 
тосілдерін 
үш бағытқа жіктеуге болады [Якубовский,  1988]:
1. 
Кхршымдық
 багыт — жер қыртысының терең қүрылысын зерттеу, 
аймақтық-текгоникалық мәселелерді шешу, мүнай мен газ жиналатын 
терен қүрылымдарды, таскөмір бассейіидерін қүрайтын геологиялық
күрылымдарды іздестіру.
2. 
Рудллық
 бағыт -  қатты күйдегі пайдалы қазбалар кенорындарын
іздестіру жөне барлау.
3. 
Инженерлік-геологиялық багыт
 — ғимараттар табанының геоло-
гиялык күрылысын зерттеу, су жиналатын күрылымдарды іздестіру, 
мелиоративті мәселелерді шешу.
II. Зерггслетін эиіектрмагніггтік өрістің өзгерісіне байланысты электр­
барлау 
өдістері үш топқа бөлінеді [Федынский,  1967]:
1.  Табиги электрмагниттік
 өрістер.
2. Жасанды электрмагниттік
 өрістер.
3.  Қүрама (комплексті) жасанды
 өрістер.
Жердің табиғи электрмагниттік өрісіне негізделген электрбарлау 
әдісгері қатарына: табиғи өрістер, теллурикалық токтар жоне магншшел- 
лурикалық  өдістер жатады. Жасанды жоне қүрама жасанды өрістер 
тобына гальваникалық батарея, аккумлятор жөне генератор көмегі- 
мен қоздырылатын жасанды электрмагнит өрістеріне негізделген
өдістер кіреді.
III. Ал, белгілі геофизик Миков Д. С. жөне оның өріптестері [1961] 
элекгрбарлау өдістерін екі топқа ғана бөледі:
1. 
Турақты токты
 электрбарлау әдістері
2, 
Айнъшалы токты
 электрбарлау өдістері.
Түрақты токты электробардау қатарына: 
а —
 кедергі, 
б -
 табиғи 
орістер, 
в —
 зарядталған дене, 
г —
 изосызықтар вдістері кіреді.
Айнымалы токты элекгрбарлау қатарьгна: 
а —
 изосызықтар, 
б —
 қар- 
қыңдылық (интенсивность), 
в —
 индукция, 
г —
 ілмек (петля), 
д —
 тол-
кьінды жёне т.б: әдістер кіреді.
Қүрылымдық геология мақсаттары үшін, яғни 1—2 км жене онан
астам тереңцисгі зертгеуде негізінен түрақты ток өдістері пайдаланады.
Ал, жер қыртысынын жоғары бөлігін (100—200 м-ге дейінп) зерттеуде
айнымалы ток әдістерімен катар түрақгы ток едістері де қоса қолданады.
Дегенмен, озінің қарапайьщдығына байланысты іс жүзіңде түрақты
ток вдістері кеңінен пайдалануда.
111

IV. Хмелевской В. К. [1
984]
 элекгрбарлау әдістерін үш классқа ба-щ.
1. 
Профилъдеу әдістері,
 геоэлектрлік қиманың көдденең бағытгаш
өртектиіігін жікгеу үшік  (эерттеу тереңцігі  -  бірдей және түрақты. 
алынатын нөтижелер тек қана бір өлшемді турде болады). 
Ш
2. 
Зондшау ( суңгыеу)
 өдісгері, геоэлектрлік қиманың тік багытгагы 
өртектілігін жіктеу (алынатын нәтижелер екі өлшемді түрде болады)
3. 
Ктемді  (жерасты)
  элекгрбарлау  өдістері,  тау  қазьщцылары
уңғымалар мен жер беті аралығыңцағы кеңістікті зерггейтін шахгашк 
кеніпггік өдістер.
Физикалық негіздері және математикалық теориялары жағынан үқ- 
састығына байланысты автор элекгрбарлау өдістерін 6 топқа боледі. 
сіроір топ қүрамыңда жоғарыда аталған кластарға қарасты өдістер бар.
Айта кететін жөйт, вдістер
 
деп пайдаланылатын орістер табиғатына 
немесе орістердің пайда болу жолына, зертгелетін орістердің жиілік 
немесе уақыт диапазонына,  жүргізілетін жүмыстың әдістемесі мен 
технюсасына, интерпретациялау ерекшеліктеріне және шешілетін мақ- 
сатгарға байланысты элекгрбарлау төсілдерін болуді айтады. 
і|
Ал, модификация
 
деп бір-бірінен орісті өлшеу тәсілімен, кей кезде 
аспаптар  мен  барлау  жүмыстарын  жүргізетін  орынға  байланысты
элекгрбарлау әдістерінің өр түрге боліну варианттарын айтады.
Осы әдістердің 6 вариантын  қарастырамыз:
1. 
Тграқты ток өдістері
 күрамьівда өр түрлі элегарлік профилвдеу
™ ч тСҮВДЛм<1?І?)  тасілда|)і> “ Радгалған дене  немесе  заряд
J Иреді' Көпшілік ®Дебиеггерде аталган төсіддер
кедергі өдісі деген атаумен жинақталады. 
%
(Е П ) жөнс
жасанды (BIT) электрлік өрістер паіадаланылады. 
Й
.Табиги айнымалы
 epic әдістерівде өріетің алекгрлік немеее маг-
0лавяын 
магнтшетлурикалық
сүңплеу (МТЗ) хвне профилвдеу (МТП), теллурикалық токгар (МТГ)
магннговариациялык ( МВЗ) жөне т.6. одістер жатады.
/< 1 0  
к
^
'
!Ш'Ш,Ша?НШИтІК
 
«Лістері жиілігі
үзын 
і егізделген- БҮЛ өдістер қатарыт
НГП 
^
  « mHHOTO « б ел *  ДК),  (незаземленной пегли
НП), дипольдык профилвдеу (ДП) әдістері кіреді. 
|
300 
<раДИОТОЛКЫНДЫ)  өДістер жиілігі  10 
кГц-і
врІСИрДІ 
(Радоголқыц
сүңплеу РВЗ, радиотолқьщды сөулелеу РВП).
112

6. Асажоғары жиілжп өдістер ү зындығы микрометрден дсцимстрліх 
дайпазонға дейінгі аралықтагы табиғи (инфрақызыл) жөне жасанды 
(радарлық) электрмагниттік толқындар өрісіне негізделген.
Төменде  электрбарлау  өдістерінің  жіктелуі  осы  сүлбаға  сөйкес 
беріліп отыр.
4.6.  Түрақты  ток  орісіне  негізделген  электрбарлау  әдістері
Түрақты ток өрісіне негізделтен өдістердің арасындағы кең тарал- 
ғаны 
кедергі өдісі.
 Оның бірнеше түрлері бар:
1. Вертикаль (тік) электрлік зоңдылау (ВЭЗ)
2. Дипольдық электрлік зондылау (ДЭЗ).
3. Электрлік профильдеу (ЭП).
Кедергі өдісініц физикалык негіздері.  Қоректендіруші (питающие)
А

жүктеу/скачать 22 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: