Исследование суточной динамики ранней стадии вызванной поляризации с целью решения задач детальных поисков рудных месторождений Юдицких, Евгений Юрьевич

Введение к работе

Актуальность работы. Повышение эффективности геофизических работ на стадиях детальных поисков и разведки месторождений полезных ископаемых является в настоящее время весьма актуальной задачей. Одним из путей решения этой задачи является новое направление - динамическая геофизика, сформированное С.Ю.Баласаняном и основанное на изучении суточной динамики (изменчивости) геофизических полей во времени. Поскольку основное внимание предыдущих исследований было посвящено изучению динамики естественных полей Земли (магнитного, естественного электрического и др.) ив меньшей степени искусственных (метод необратимых процессов ВП), то основным направлением настоящих исследований было более глубокое исследование динамики искусственно создаваемых полей, применяемых в методах электроразведки.

Важность таких исследований обусловлена не только возможностью выявления новой информации применительно к поискам рудных объектов, но и с точки зрения оценки влияния эффекта аномальной суточной динамики на результаты полевых исследований методами электроразведки,, их точность и воспроизводимость.

Для исследований суточной динамики искусственных электрических полей был выбран высокоинформативный при поисках и разведке месторождений электронопроводящих руд метод ранней стадии вызванной поляризации (РСВП), позволяющий изучать одновременно несколько параметров, отражающих различные свойства геологической среды.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучение суточной динамики ранней стадии вызванной поляризации при решении задач детальных поисков рудных месторождений.

В процессе работы решались следующие основные задачи:

1. Разработка теоретических предпосылок динамики процессов Ш на ранних временах;

2. Моделирование динамики параметров, измеряемых в методе РСВП в лабораторных условиях, изучение ее закономерностей;

3. Разработка методики полевых наблюдений динамики процессов РСВП;

4. Изучение закономерностей суточной динамики ранней стадии вызванной поляризации на рудных месторождениях;

5. Оценка влияния суточной динамики на воспроизводимость съемок методом РСВП.

Методы исследований. Для решения поставленных задач был ис-

- 4 -пользован комплексный метод исследований, включающий теоретические исследования, лабораторные и натурные эксперименты, обработку и анализ экспериментальных данных.

Достоверность научных положений доказывается: теоретическими расчетами - рассмотрена задача о переходном процессе вызванной поляризации единицы поверхности электронного проводника током злектроразведочной установки при одновременной поляризации ее полем тока накопленного заряда; большим объемом физического моделирования в лабораторных условиях - изучены характер и степень изменения параметров РСВП на моделях вкрапленного оруденения и в водной среде с использованием электроразведочных установок срединного градиента и грёхэлектродной; и полевыми наблюдениями на четырех рудных месторождениях.

Научная новизна работы.

Проведен теоретический анализ механизма возникновения суточной динамики процессов ВП. Установлено, что в формировании суточной динамики важную роль играет соотношение плотностей тока накопленного заряда, тока измерительной установки и тока обмена, характеризующего электрохимическую активность природных минералов. Чем пассивнее минерал, т.е. меньше у него ток обмена, тем большая амплитуда динамики кажущейся поляризуемости будет наблюдаться .

Выявлена определенная взаимосвязь аномалий динамики и аномалий самих параметров РСВП. При картировании мощных рудных тел и зон наибольшая динамика кажущейся поляризуемости наблюдается не в эпицентрах последних, а над их контактами с вмещающими породами. Эпицентры аномалий динамики, как правило, не совпадают с эпицентрами аномалий самих параметров, а приходятся на их краевые (градиентные) части, отвечающие местам изменения концентрации и состава минерализации. Наибольшая динамика временной характеристики РСВП наблюдается в местах нарушения однородности электрохимических свойств зон минерализации, отвечающих смене ее состава. Маломощные рудные тела, залегающие среди измененных минерализованных пород отмечаются локальным минимумом графика динамики кажущейся поляризуемости среди двух максимумов, отвечающих зонам гидротермально измененных пород.

Наибольшая невоспроизводимость параметров РСВП наблюдается в местах резкой смены петрофизических свойств поляризующихся объектов. Относительная погрешность наиболее высока при измерении

- 5 -кажущейся поляризуемости и приведенной скорости нарастания РСВП. Кажущаяся поляризуемость в паузе является самым стабильным параметром.

Практическая значимость работы. Обосновано применение метода РСВП в динамическом варианте, позволяющем повысить детальность изучения структуры рудных полей и месторождений. Предложены способы оценки воспроизводимости съемок методом РСВП с учетом суточной динамики.

Защищаемые положения.

1. В широком диапазоне токов интенсивность динамики параметров, измеряемых в методе РСВП обратно пропорциональна отношению плотностей токов, создаваемых измерительной установкой и внешними силами.

Z. Интенсивность суточной динамики параметров РСВП является следствием геологического строения объекта исследований. На месторождениях она выше там, где рудные тела и зоны связаны с глубинными тектоническими структурами и имеют четкие геологические границы (контакты) с вмещающими породами.

3. Суточная динамика обуславливает невоспроизводимость результатов геофизических съемок методом РСВП. Наибольшая невоспроизводимость наблюдается:

у кажущейся поляризуемости в импульсе и приведенной скорости нарастания РСВП;

в утреннее и вечернее местное время;

в пределах рудных полей и месторождений.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований изложены в научно-исследовательском отчете; они докладывались на всероссийском научно-техническом совещании в Томске (1996), ряде ежегодных научных конференций ЧитГТУ. По теме диссертации опубликовано 5 работ. По итогам исследований даны практические рекомендации по применению метода РСВП в динамическом варианте и учету погрешностей измерения параметров РСВП. Рекомендации переданы в две специализированные организации (ГГП "Читагеология" и ЗабНИИ).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографии 66 наименований и включает 199 страниц текста, в том числе 75 рисунков и 2 приложения, подтверждающих внедрение результатов диссертационной работы.