Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Гвинея является одной из быстро развивающихся стран западной Африки и имеет все возможности стать промытленно развитой страной. Предпосылок к этому очень много, ибо Гвинея обладает богатейшими месторождениями полезных ископаемых, и в первую очередь - месторождениями бокситов, разведанные запасы которых превышают 20 миллиардов тонн. Имеются также крупные железорудные месторождения, месторождения алмазов, золота и различных строительных материалов. В некоторых районах Гвинеи ощущается недостаток пресной воды и проблема ее поисков является весьма актуальной и в ряде случаев - даже очень острой.
Геологоразведочные исследования в Гвинее проводятся уже более столетия, но геологическая (и, тем более-геофизическая) изученность является недостаточной. Трудность применения геофизических методов объясняется тем обстоятельством, что многие месторождения приурочены к корам выветривания, для изучения которых применение многих методов разведочной геофизики весьма затруднено многими факторами. В частности, при магниторазведке большие помехи создают траппы, имеющие чрезвычайно сложный, изменчивый спектр магнитных свойств. Применение гра-виразведки очень затрудняется сильно пересеченным, местами горным рельефом местности, вследствие чего стоимость грави-разведки оказывается очень высокой. Сейсморазведочные методы позволяют достаточно уверенно изучать рельеф поверхности фундамента и получать литологический разрез рыхлых отложений. Однако их применение также затруднено сложным рельефом местности и очень большой стоимость» работ. Электроразведка по методам сопротивления и ВП осложняется очень высокими сопротивлениями верхних слоев коры выветривания, делающим во многих районах страны почти невозможным (особенно - в сухой сезон) выполнение заземлений для питающих и приемных электродов. Хорошие результаты дают индуктивные методы электроразведки, однако их применение также затруднено сложным рельефом местности, почти не позволяющим при искусственном возбуждении поля выкладывать питающие петли больших размеров. Помимо этого, очень велик (особенно з сезон дождей) уровень электромагнитных помех естественного происхождения, вызываемых электрическими разрядами молний при очень частых грозах.
С этих позиций очень перспективными являются методы электроразведки, основанные на применении естественных электромагнитных полей, обусловленных ударами молний в ближних грозах. В мировой геофизической практике хорошо известен метод АФМАГ, основанный на изучении соотношения напряженности вертикальной компонеты электромагнитного поля молниевого грозового разряда к горизонтальным компонентам,- но применимый лишь для случаев дальних и сверхдальних гроз. На близких расстояниях от молниевых разрядов этот метод применен быть не может, ибо в этом случае и в первичном и во вторичном электромагнитных полях имеются как горизонтальные, так и вертикальная магнитные компоненты.
В этой связи актуальной и весьма важной для геофизических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых в тропических и экваториальных зонах представляется разработка метода и аппаратуры, позволяющих использовать электромагнитные поля ближних гроз.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ : изучение возможности создания электрораэве-
дочного метода поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, основанного на использовании электромагнитных полей молниевых разрядов ближних гроз и создание аппаратуры для их измерения в полевых условиях. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ:
теоретическое и экспериментальное изучение спектров первичных электромагнитных полей молниевых разрядов в ближних и волновых зонах;
выбор информационных параметров электромагнитных полей молниевых разрядов в ближней зоне от них, связанных с электропроводностью горных пород;
обоснование и теоретический анализ возможных структурных схем измерительной аппаратуры;
теоретический расчет и разработка принципиальных схем измерительной аппаратуры;
создание макетов аппаратуры, их отладка и испытание в лабораторных условиях;
- проведение экспериментальных полевых работ с разработанной
аппаратурой.
экспериментально и теоретически изучены спектры электромагнитных полей молниевых разрядов в ближней и волновой зонах;
предложены методы измерения параметров электромагнитных полей молниевых разрядов в ближних и волновых зонах, отображающих кажущуюся электропроводимость горных пород в точке наблюдений;
созданы и испытаны макеты аппаратуры.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ : обоснован, создан и испытан в лабораторных и полевых условиях макет аппаратуры для многочастотных измерений параметров электромагнитных полей не только молниевых разрядов, но и других электромагнитных импульсных полей случайного происхождения, предназначенный для поисков и разведки месторождений хорошо проводящих руд и подземных вод в тропических и экваториальных зонах Африки (и в первую очередьt в Гвинейской Республике).
ОБЪЕМ РАБОТЫ : Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и содержит 56 рисунков и 8 таблиц. Список литературы состоит из 50 наименований.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ : основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались на расширенном заседании кафедры технической кибернетики МГГА, на семинаре Проблемного Совета ГФФ МГГА по электромагнитным геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, на кафедре информационно - измерительной техники в Рязанском Радиотехническом институте и на кафедре геофизики Конакрийского Университета.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликованы три статьи в журнале "Геология и Разведка", Известия ВУЗов.
- Первичные электромагнитные поля молниевых разрядов на близ
ких расстояниях от них имеют в частотном диапазоне от нуля до
сотен герц равномерную, практически независимую от частоты
спектральную плотность. Поэтому на близких расстояниях от
гроз поиски и разведку месторождений полезных ископае
мых, представленных телами повышенной электропроводности, це
лесообразно проводить выполняя относительные многочастотные>
амплитудные измерения полного вектора электромагнитного поля-
-,4-
-їли его отдельных компонент.
Измерительные устройства должны быть параллельными двух-грехчастотными и должны позволять проводить измерения отноше--)ия амплитуд отдельных частотных составляющих или разности их юрмированных значений.При этом приемники магнитных компонент электромагнитного поля молниевого разряда целесообразно выполнять на основе индуктивного трехкомпонантного Нх, Ну, Hz чагнитоприемника с несколькими дополнительными горизонтальными магнитоприемниками Нху, Нух, расположенными таким образом, чтобы получить всенаправленную диаграмму приема в горизонтальной плоскости
- Выполненные экспериментальные полевые исследования на нескольких инженерных объектах доказывают, что разработанная аппаратура может работать не только в полях естественного происхождения, но и в случайных электромагнитных полях, обусловленных работой различных промышленных электротехнических импульсных установок и устройств.
Работа выполнена на кафедре технической кибернетики Московской Государственной Геологоразведочной Академии имени Серго Орджоникидзе, все сотрудники которой оказывали диссертанту постоянную помощь и всемерную поддержку. Диссертант особенно благодарен: своему научному руководителю, профессору Л.З.Бобровникову, ст. преподавателю Н.В.Сушкевич, с.н.с. В.А Попову, доценту В.В.Никанорову, доценту Ю.В.Аладинскому и с.н.с. В.А. Шульгину - помощь со стороны которых была наиболее значительной.