Электрические зондирования с комбинированной и симметричной установками над геологическими неоднородностями: математическое моделирование и экспериментальные примеры

Аннотация

Введение: При решении геологических и инженерно-геологических задач широко применяются электрические зондирования на постоянном токе с использованием четырехэлектродных симметричных установок AMNB – Шлюмберже (S) и Веннера (V), что позволяет для горизонтально-слоистых сред достаточно уверенно определять мощность и удельное сопротивление слоев. Геологические неоднородности, присутствующие в среде, создают краевые эффекты, отражающиеся на разрезах кажущихся сопротивлений дополнительными аномальными областями и влияющие на погрешность количественной интерпретации. Для уменьшения краевых эффектов была предложена методика электрических зондирований с комбинированной установкой AMN+NМА В→∞, в которой проводятся двойные измерения относительно центрального приемного заземления (М). Методика: Выполнено математическое моделирование зондирований с установками AMNB (S) и AMN+NМА над локальными объектами: шаром, полушаром, аппроксимирующими геоэлектрические неоднородности. Проведены экспериментальные исследования на двух объектах, используя комбинированную и, для сравнения, симметричную установки. Результаты: По рассчитанным теоретическим разрезам кажущихся сопротивлений показано, что приповерхностные и погруженные локальные неоднородности четко оконтуриваются комбинированной установкой с минимальным проявлением краевых эффектов. На разрезах, полученных симметричной установкой, имеются краевые эффекты, и нижняя граница объекта плохо определяется. Экспериментальные примеры выявили различия в структуре разрезов кажущихся сопротивлений для рассматриваемых установок, которые зависят от геологических особенностей среды. Над средой с горизонтальной слоистостью разрезы близки по структуре. Результаты инверсии отличаются в основном разной вертикальной мощностью слоев. Над коренными породами с большим удельным сопротивлением, в приконтактных зонах кривые зондирования и результаты инверсии могут значительно отличаться. Выводы: Исходя из проведенного моделирования и экспериментов, можно заключить, что комбинированная установка AMN+NМА имеет некоторые преимущества по сравнению с широко применяемой AMNB установкой и может использоваться для электрических зондирований верхней части геологического разреза, а также в электротомографии горных пород.