Метод вызванной поляризации (ВП) - GeoJet
info@geojetexploration.com
+7 (495) 477-43-32 Москва +7 (707) 933-30-49 Алматы

Метод вызванной поляризации (ВП)

Метод вызванной поляризации является геофизическим методом, относящимся к электроразведке, и изучает возникающие в горных породах вторичные электрические поля. 

Метод ВП применяется для площадных и профильных работ. Чаще всего с его помощью производят поиск руд, углеводородов, подземных вод. Также данный метод помогает на разных стадиях геологоразведки выявлять перспективные площади, изучать и уточнять геологическое строение участков, контуры рудных тел. 

Кроме того, метод позволяет успешно решать инженерно-геологические, геоэкологические, геокартировочные, геокриологические и другие задачи: например, определять степень минерализации вод, уровень грунтовых вод, выделять зоны островной мерзлоты и т.д.

Глубина изучения недр с помощью ВП достигает 400 м. 

Сущность метода 

В неоднородных средах на границе жидкой и твёрдой фаз образуется двойной электрическколький слой с упорядоченными ионами. Под искусственном воздействием тока в одних зонах слоя скапливаются положительные, а в других – отрицательные заряды, что приводит к появлению диполей, создающих вторичные поля.

Метод вызванной поляризации (ВП)

Возникновение поля ВП (рисунок из учебного пособия “Электроразведка”, И.А. Доброхотова, К.В. Новиков, РГГРУ)

Это электрохимическое явление появляется в рудах и горных породах при воздействии тока и характеризующееся возникновением вторичных электродвижущих сил (ЭДС). Под действием ЭДС создается вторичный ток, направленный в противоположное направление от первичного. 

Наиболее интенсивно процесс ВП протекает на контакте электролита, находящегося в порах, и минералов с высокой проводимостью (дырочной или электронной) – например, магнетита, сульфидов.

Подавляющая часть минералов, составляющих горные породы, – диэлектрики, поэтому они проводят электрический ток через растворенные соли, заполняющие их поры. В этом случае ВП проявляется довольно слабо.

Измерение вторичных токов, непродолжительное время сохраняющихся и после отключения источника питания, дает возможность производить оценку поляризуемости.

Краткая историческая справка

Метод ВП впервые предложен известным французским геофизиком К. Шлюмберже в начале 20 века, но лишь к середине столетия интерес к данному методу стал набирать обороты. 

Практическое применение метода ВП для разведки месторождений было осложнено тем, что геофизикам приходилось связываться с малознакомой им сферой геохимии.

Значительный вклад в изучение явления ВП и применение метода для поисково-оценочных задач был внесен учеными К.Л. Зонге, Pelton W.H., Ю.П. Булашевичем, Б.И. Геннадиником, В.А. Комаровым, С.М. Шейнманном и другими. 

С 60-х годов велись разработки геофизической аппаратуры, изучались способы повышения её помехоустойчивости.

В настоящее время учёные-геофизики много внимания уделяют моделированию и решению обратных задач метода ВП, так как сейчас он широко используется не только в поисках рудных месторождений, но и других сферах.

Методика проведения работ

Чаще всего исследование методом ВП производится тем же оборудованием, что и в методе сопротивлений. Исходя из поставленных задач, это могут быть установки следующих типов: дипольно осевая, четырехэлектродная Веннера-Шлюмберже, ортогональная, срединного градиента (СГ). Последняя считается более эффективной для рассматриваемого метода. Из четырёх электродов в её составе два питающих фиксируются, а два измерительных устанавливаются вдоль профилей в пределах квадрата со стороной не более AB/3.

Метод вызванной поляризации (ВП)

Схема установки срединного градиента (рисунок из учебного пособия “Электроразведка”, И.А. Доброхотова, К.В. Новиков, РГГРУ)

Под действием тока геологическая среда начинает заряжаться, что приводит к постепенному увеличению поля ВП, а затем его стабилизации – разность потенциалов ΔU становится постоянной на приемных электродах. Когда ток выключается, уменьшение поля ВП и разности потенциалов происходит так же постепенно, как и рост.

Таким образом, отличительной особенностью метода ВП от других методов электроразведки является измерение разности потенциалов не только во время прохождения тока, но и после его выключения. 

Также стоит отметить, что метод ВП связан с регистрацией слабых сигналов, поэтому в нём обычно используют ток большей силы, чем, к примеру, в методе сопротивлений.

Существуют комбинации метода ВП с другими: например, электрозондированием, электропрофилированием и другими.

Для проведения работ применяется такое оборудование, как МЭРИ-24, АСТРА-100, ВПО-62, ВПП-67 и другое.

Обработка данных 

Для обработки и визуализации результатов исследований применяется такое программное обеспечение, как ZondRes2d, IPVISION, IPPOLYGON и другое. Материалы представляются графически в виде разрезов, графиков, моделей, карт, отражающих параметры поляризуемости геологической среды. Они служат для выявления аномалий. 

С целью повышения точности интерпретации данных вместе с измерением ВП в ходе полевых работ определяется и кажущееся сопротивление.