Методы, изучающие естественные электрические поля

Эти методы основаны на электрохимических процессах, протекающих в земных недрах. К ним относятся: методы естественного электрического поля (ЕП), вызванной поляризации (ВП), контактный и бесконтактный способы поляризационных кривых (КСПК, БСПК), частичного извлечения металлов (ЧИМ) и др.

Метод ЕП основан на измерении постоянных во времени электрических полей, возникающих в результате химических, фильтрационных и диффузионных явлений в горных породах. Используется при поисках сульфидных руд, графита, угля, при изучении фильтрации подземных вод.

Естественные электрические поля химической природы возникают вследствие различного протекания окислительно-восстановительных процессов в рудном теле, вызванных различными электрохимическими условиями в его верхних и нижних частях. Верхняячасть рудного тела контактирует с водами, имеющими повышенное содержание кислорода, и поэтому находится в окислительной среде, а нижняя – в восстановительной. Вследствие этого во вмещающих породах возникает ток, текущий от нижней к верхней части рудного тела, и на поверхности земли (над рудным телом) наблюдается отрицательная аномалия электрического потенциала естественного электрического поля ΔU_ЕП (см. рис 7.4) интенсивностью до 1000 мВ.

Электрическое поле фильтрации подземных вод образуется вследствие большей подвижности положительных ионов при движении воды через пористую среду, что приводит к закономерному возрастанию электрического потенциала на поверхности земли по направлению движения подземных вод и образованию положительных аномалий в местах выхода подземных вод, а отрицательных – в местах инфильтрации поверхностных вод.

Установка метода ЕП состоит из двух приемных неполяризующихся электродов M и N и измерительного прибора. Обычно электрод N неподвижно заземляют в исходной точке, а М – перемещают, последовательно заземляя в точках измерения на профиле. По результатам измерений строят графики или планы изолиний ΔU_ЕП.

Метод ВП заключается в возбуждении («зарядке») электрохимических и диффузионно-адсорбционных процессов в определенных объемах геологической среды и последующей регистрации их временного спада. Реализуется путем пропускания в землю постоянного электрического тока постоянной величины I_Пр в течение нескольких минут (t_з) и измерения информативного электрического сигнала ΔU_вп, характеризующего спад этих процессов, через 0,5...2 с после отключения «зарядного» тока (рис. 7.5). Используются измерительные установки, аналогичные применяемым в методе сопротивлений, с неполяризующимися приемными электродами: ЭП-ВП и ВЭЗ-ВП.

Вычисляют значения кажущейся поляризуемости η_к и скорости спада α, комплексно характеризующие вызванную электрохимическую и диффузионно-адсорбционную активность горных пород.

Применяется для выявления зон рудной вкрапленности, обычно сопровождающих месторождения сульфидов, и получения дополнительной информации о вводно-физических свойствах терригенных отложений.