Что такое ВЭЗ геофизика

Под ВЭЗ в геофизике понимается вертикальное электрическое зондирование. Целью электроразведки является поверхностное изучение грунта на определенной глубине без буровых и горных вскрышных работ местности. В основу метода положено разное электрическое сопротивление пролегающих в земле пород.

Физическая основа исследования грунта

Суть метода электроразведки заключается в измерении электрических свойств  удельного сопротивления изучаемых пород (грунтов) и выявлению искомого объекта по отношению к окружающим его породам.

В геофизике под удельным сопротивлением породы понимается степень ее способности пропускать ток под воздействием возникающего электрического поля. Эта величина измеряется в Ом·метрах.

В скелете горных пород всегда присутствуют трещины, которые заполнены жидкостью или газом. Такие поры имеются даже внутри даже самых плотных отложений: к ним относятся метаморфические и магматические породы. За счет присутствия в трещинах влаги они являются проводниками электрического тока.

Цельные породы, в которых отсутствуют микроканалы, являются диэлектриком. Исключением являются прожилкование руды, встречающиеся в природе редко. С увеличением количества пористости и влагонасыщенности понижается удельное сопротивление материала. Примером является мокрый песок, хорошо проводящий электрический ток.

На удельное электрическое сопротивление влияют и другие факторы. К ним относятся:

1. Соленость воды. С увеличением этого параметра показатель УЭС понижается.
2. Температура. С ее повышением УЭС также понижается. Следует помнить, что лед является изолятором.

Очень низким УЭС обладают глинистые породы. Это связано со сложными электрохимическими процессами, которые протекают в капиллярах слоя.

Суть метода ВЭЗ

Метод ВЭЗ основан на разной величине удельного электрического сопротивления изучаемых пород почвы.

1. Для этого изготавливается специальная установка, состоящая из питающих АВ и приемных MN электродов, а также источника тока в виде батареи.
2. Все 4 электрода, которые представляют собой металлические штыри, забиваются в почву.
3. После подключения источника питания в земле возникает электрическое поле. Сила проходящего тока измеряется с помощью подключенного в сеть амперметра.
4. Вольтметром фиксируется разность потенциалов на приемных электродах. Результаты полученных измерений дают возможность судить о степени проникновения электрического тока в грунт.

Весь процесс представляет собой серию подобных измерений. Для этого после каждого замера расстояние между электродами постоянно увеличивается: так все глубже происходит проникновение тока. В результате провести исследование грунта на глубину можно примерно до 100-200 м, все зависит от мощности генератора тока.

Используемая аппаратура и погрешности

Для проведения вертикального электрического зондирования грунта используется специальная геологоразведочная аппаратура, которая бывает следующих образцов:

1. АЭ-72. Прибор, работающий на постоянном токе.
2. АНЧ-3. Аппаратура, используемая переменный ток при частотах 4.88 Гц.
3. ЭРА-МАХ и ЭРП-1. Самые современные приборы, которые дают наиболее точные измерения.

Во время проведения работы на качество ее выполнения влияют помехи. Наиболее значительные из них происходят по следующим причинам:

1. Шумы, возникающие в аппаратуре и влияющие на точность конечных результатов.
2. Неточность установки электродов из-за отклонения их от заданного положения и качество их заземления.
3. Влияние проходящих не вдалеке линий электропередач или железных дорог.
4. Особенности рельефа местности.

На основании имеющихся нормативных документов величина погрешности не должна превышать величину 5%.

Преимущества способа

Метод вертикального электрического зондирования искусственно создаваемого поля часто применяется при геокартировании или поиске новых месторождений полезных ископаемых, а при исследовании на небольшие глубины, первые десятки метров их результаты часто используются для решения инженерно-геологических и технических задач при строительстве, а так же для археологических задач.

Кроме того, практическая ценность метода выражается в следующем:

1. Ведется идентификация залегающих слоев грунта с оценкой их мощности.
2. Определяется величина загрязнения почвы сточными водами, различными органическими веществами или нефтепродуктами.
3. Анализируется степень отфильтрованности почвы.
4. Делаются выводы относительно однородности слоев грунта.

Преимуществом ВЭЗ является простота и дешевизна способа. Кроме того, в процессе ведения работы не нарушается сохранность почвенного покрова из-за отсутствия на него механического воздействия. В данном случае не требуется ведение бурения скважин или совершения почвенных разрезов. Несомненно, такой способ зондирования будет постоянно совершенствоваться, и исследования глубинных просторов станут достигать все большей величины.