Изучение временных характеристик вызванной поляризации

Кафедра геофизики

Лабораторное занятие 03.12.2022

ИЗУЧЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫЗВАННОЙ

ПОЛЯРИЗАЦИИ

По дисциплине: Электроразведка

[pic 1]

Преподаватель:

Студент:            

Группа:        

Оценка [pic 2]

Подпись[pic 3]

Екатеринбург

2022

Краткая теория

1. Поведение вызванной поляризации в процессе зарядки и спада.

Горные породы различаются не только по величине поляризуемости, но и по скорости протекания в них процессов вызванной поляризации, т. е. по скорости зарядки и разрядки (спада). Так как скорость протекания процесса зависит от состава и строения среды, изучая поведение вызванной поляризации во времени, можно получить дополнительную информацию об исследуемой среде. Достаточно надежно установлена общая зависимость, сводящаяся к тому, что скорость зарядки и спада тем меньше, чем крупнее зерна, слагающие горную породу. Наблюдающиеся отклонения от этой общей зависимости вызываются влиянием других факторов.

В породах с электронопроводящими включениями скорость процесса уменьшается по мере увеличения размера включений. Среди слабо седиментированных осадочных пород, обладающих ионной проводимостью, пески, насыщенные слабоминерализованной водой, характеризуются меньшей скоростью протекания процессов ВП по сравнению с глинами. Из этих закономерностей следует принципиальная возможность использования временных характеристик ВП для оценки перспективности аномалий ηк в рудной геофизике и для разделения песчанистых и глинистых горизонтов в гидрогеологии и инженерной геологии.

1. Постоянная времени, как она отражает строение среды.

Определяется по кривой спада, построенной в полулогарифмическом масштабе. По оси абсцисс откладывается время t, отсчитываемое от момента выключения тока, по оси ординат – логарифм ΔUвп (рис.1). В случае закона изменения ΔUвп, близкого к экспоненциальному, кривая спада в полулогарифмическом масштабе является прямой линией с угловым коэффициентом –τ:

[pic 4]

Решив это уравнение относительно τ, получим:

[pic 5]

Начальное значение ΔUвп (t=0) определяется по координате точки пересечения продолжения кривой спада с осью ординат (рис. 1).

[pic 6]

Рисунок 1 – Кривая спада ΔUвп в полулогарифмическом масштабе

При вычислении τ необязательно использовать начальное значение ΔUвп (t=0). Определение τ можно выполнить по значениям ΔUвп для двух любых значений времени t1 и t2, соответствующих прямолинейному участку полулогарифмической кривой спада (по оси ординат кривая строится в логарифмическом масштабе, а по оси абсцисс в линейном).

Если кривая спада является суммой нескольких экспонент, на построенном в полулогарифмическом масштабе графике выделяется несколько прямолинейных участков (рис.1). В этом случае можно определить постоянные времени для всех прямолинейных отрезков, соответствующих различным процессам ВП на одном объекте или на разных элементах среды. Постоянная времени τ может быть использована для классификации аномалий вызванной поляризации. Для ионопроводящих пород τ изменяется от долей секунды до первых единиц секунд. Наиболее высокие значения τ наблюдаются у крупнозернистых песков, насыщенных слабо минерализованной водой. При наличии в породе электронопроводящих включений постоянная времени повышается, возрастая по мере увеличения размеров включений. У пород со средней рудной вкрапленностью τ достигает нескольких десятков, а у прожилково-вкрапленных руд – нескольких сотен секунд.