Не зарегистрирован
Войти через:


Геоэлектрический разрез

Геоэлектрический разрез – это вертикальный разрез горных пород, различающихся по удельному сопротивлению. Пласты повышенного сопротивления представлены, в основном, каменной солью и гипсом. Поверхность кристаллического фундамента служит основным опорным горизонтом электромагнитных зондирований.

Основные электромагнитные свойства горных пород

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) ρ измеряется в Ом•м. Величина обратная – удельная электропроводность σ (См/м). См – это Сименс (в честь Эрнста Вернера фон Сименса, который и основал одноименную фирму), а не сантиметр, как некоторые могли бы подумать. УЭС зависит от минерального состава, пористости и трещиноватости, влажности, минерализации подземных вод, температуры и давления, текстуры/структуры.
Диэлектрическая проницаемость ε характеризует способность вещества изменять напряженность электрического поля вследствие явления поляризации.
Магнитная проницаемость μ горных пород показывает, во сколько раз увеличивается сила взаимодействия электрических токов при переносе их из вакуума в данную среду.

Геоэлектрические модели

Самая простая модель в электроразведке – это однородное безграничное проводящее пространство. Решение задачи о точечном источнике постоянного тока для такой модели показывает распределение потенциала и составляющих плотности тока и напряженности поля. Тип модели определяет выбор системы координат, в которой удобнее решать задачу. В данном случае – выбор сферической системы координат с центром в источнике является физически наиболее удобным. Но практическая применимость такой модели среды очень ограничена.
Следующим приближением к реальным условиям электроразведки является модель двух полупространств, или модель «земля-воздух». Подразумевается, что полупространство заполненное воздухом обладает бесконечно высоким сопротивлением, а земля - конечным ρ1. Точечный (или иной) источник тока располагается на плоской поверхности земли или внутри нее. Для описания такой модели удобно использовать прямоугольную или цилиндрическую систему координат с осью Z, направленной вниз. Модель позволяет ввести понятие нормального поля, кажущегося сопротивления. При изучении неоднородных сред модель однородного проводящего полупространства служит базой для разделения поля на нормальную и аномальную составляющие.
Геоэлектрические модели
Еще более сложным случаем является модель неоднородной среды. Наиболее сильные изменения свойств геологической среды происходят по вертикали, как в планетарном масштабе (осадочный чехол, земная кора, мантия), так и при более детальных исследованиях (слоистые осадочные толщи, смена электрических свойств пород с глубиной под влиянием изменений влажности, выветривания, температуры в районах развития мерзлоты и т.д.). Поэтому следующей по сложности после модели однородного полупространства можно считать модель среды с изменением удельного сопротивления только по вертикали. Ее называют одномерной моделью (1D) или моделью ρ(Z). В этой модели различают два случая: когда ρ(Z) меняется непрерывно (градиентная одномерная модель) и когда ρ(Z) - кусочно-постоянная функция (горизонтально-слоистая модель - наиболее часто используемая). Модель горизонтально-слоистой среды (ГСС) является традиционной для методов зондирований, таких как ВЭЗ, ДЭЗ и др.
Следующей по сложности геоэлектрической моделью неоднородной земли является двумерно-неоднородная модель ρ(X, Z), или 2D. Внутри этой модели можно выделить несколько частных случаев. Простейшими из них являются вертикальный контакт и горизонтальный цилиндр, более сложными - вертикальный пласт (жила) и вертикально-слоистая среда. Эти модели являются базовыми для различных модификаций электропрофилирования. Общим случаем двумерной модели является разрез с произвольным распределением ρ, в котором ρ может являться как кусочно-постоянной функцией (x,z), так и непрерывной (градиентной).
Наиболее сложная фундаментальная геоэлектрическая модель - трехмерная, когда ρ = f (X, Y, Z), или 3D. Простейшие частные случаи такой модели - локальные трехмерные тела (шар, эллипсоид, параллелепипед), помещенные в однородное полупространство. Более сложными случаями являются сочетания локальной трехмерной неоднородности, находящейся в одномерном или двумерном геоэлектрическом разрезе. Наиболее общий случай - модель произвольного трехмерного распределения УЭС.

Модель горизонтально-слоистой среды

Горизонтально–слоистая среда состоит из N пластов с удельными сопротивлениями и мощностями . Представим вертикальный столб высотой и квадратным сечением 1м*1м. Если ток течет параллельно напластованию, то
,
где суммарная продольная проводимость слоистой толщи (См).
Среднее продольное сопротивление этой толщи: . Если ток течёт вкрест простирания, по нормали к границам раздела, то общее сопротивление T – сопротивление последовательно включенных проводников
.
Анизотропия горных пород – это явление, про котором величина УЭС зависит от направления пропускания электрического тока через породу (впрочем, анизотропия возможна не только для течения тока через породу, но и для распространения сейсмических волн и т.д.). Анизотропия горных пород обусловлена их тонкослоистой структурой. Коэффициент анизотропии : , где и – поперечное и продольное удельное электрическое сопротивления породы.
Таким образом, распространение электрического тока в разрезе определяется его электрическими свойствами - свойствами слоев как элементов цепи, то есть их сопротивлениями. Поскольку электрический ток распространяется во всем объеме породы, как вдоль, так и поперек слоистости, слои можно рассматривать как проводники, включенные в цепь параллельно или последовательно.


Последние комментарии на форуме

14.05.14 Химические реакции (0)
От: jamilya

21.04.14 Вопросы новичков (1)
От: annamavr

От: minotavr

От: anton1980

07.08.13 Эклипс для чайников (0)
От: oilman


Сколько стоит укладка паркетной доски я купила паркетную доску цена сочетание ламината.
Главная · Новости · Форум · Контакты · Поиск · Карта сайта · Ключевые слова Eclipse · Файловый архив