В процессе интерпретации необходимо найти местоположение в плане и на интерпретационном профиле эпицентра аномалии, направление и угол наклона оси поляризации тела, глубину залегания его центра, а при некоторых предположениях и размеры тела. Модель рудного тела в первом приближении считаем диполем, поле которого эквивалентно полю поляризованной сферы. Потенциал по профилю, проходящему над центром сферы, может быть рассчитан по формуле:

 

(4)

х - расстояние от эпицентра аномалии до точки наблюдения по профилю, h - глубина до центра сферы, Е₀ максимальная разность потенциалов на контакте тело-среда, r₁ - удельное сопротивление вмещающей среды, а r₂ - сопротивление тела, a - угол наклона оси поляризации к горизонту, а - радиус сферы, р - момент диполя.

Основное влияние на форму аномалии и приемы интерпретации оказывает угол a. По a различают три основных типа аномалий над поляризованной сферой (см. рис.2): 

 

Рис.2. Основные типы аномалий ЕП  над поляризованной сферой.

График U_ЕП имеет два равных по величине и противоположных по знаку экстремума, а эпицентр находится между экстремумами в точке перехода потенциала U_ЕП через ноль.

в) Наклонно - поляризованная сфера. Аномалия U_ЕП состоит из двух экстремумов разного знака, не равных по величине. Эпицентр смещен от точки нулевого потенциала между экстремумами в сторону большего по абсолютной величине экстремума. Ближе к поверхности находится полюс диполя, соответствующий большему экстремуму.

1. Процесс интерпретации начинается с анализа карты изолиний и построения графика потенциала вдоль линии, проходящей через экстремальные точки. Горизонтальный масштаб графика равен масштабу карты изолиний (или крупнее), а вертикальный масштаб выбирается из соображений наглядности, чтобы максимальный размах аномалии составлял 6-8 см.

2. По виду аномалии и амплитудам экстремумов оценивается тип аномалии: горизонтальная, вертикальная или наклонная поляризация.

3. Для случая двух экстремумов (когда a не равно 90њ) следует пользоваться таблицей 1.

Таблица 1. Значения параметров для решения обратной задачи над поляризованными телами сферической формы.

 

U/U	1.00	1.76	3.15	5.51	10.0	19.4	38.8	101.0	306.0
a	0	10	20	30	40	50	60	70	80
sina	0.0	0.17	0.34	0.50	0.64	0.77	0.87	0.95	0.98
tga	0.0	0.18	0.36	0.58	0.84	1.19	1.73	2.75	5.67
Kd	1.41	1.44	1.52	1.66	1.89	2.28	2.96	4.36	8.62

Сняв с графика значения Umax и Umin и поделив большее на меньшее с помощью табл.1 по величине ?U/U?, определяется значение a и коэффициент K_d.

3'. Для случая (a=+90њ) - аномалии одного знака (вертикальная поляризация), глубина залегания центра сферы находится способом касательных по ширине аномалии q_1/n на уровне 1/n Umin при n=2 или 3, или по параметру m, характеризующему ширину наклонного участка аномалии (см. рис. 2,А). 

Таблица 2. Значения параметров для решения обратной задачи над вертикально - поляризованной сферой.

Элемент аномалии	Ширина аномалии	Коэфф. К	Глубина до центра сферы
1/2 UМИН	q1/2	K=0.65	h=K1/2.q1/2
1/3 UМИН	q1/3	K=0.48	h=K1/3.q1/3
m	m	K=0.86	h=Km.m

4. Расстояние между экстремумами d прямо пропорционально глубине залегания источника аномалии h, а коэффициент пропорциональности K_d зависит от угла поляризации a: d = h * K_d, 

 

(5)

 

(5')

Следовательно, измерив d и взяв из таблицы 1 Кd, можно найти

h=d / K_d(6).

5. Эпицентр x₀ аномалии можно найти, отложив от нулевого потенциала в сторону большего по абсолютной величине экстремума отрезок x₀ (x₀ = h tg a(7); tg a можно взять из таблицы 1).

6. По величине поля в эпицентре U₀, (т.е. в начале координат, где х = 0) можно определить момент диполя: (см. формулу 4): 

 

(8)

 

(9)

Этой формулой можно пользоваться, если a не равно 0њ. (Для a=0њ см.п.6").

6'. В случае a= 90њ момент p определяется по величине U в эпицентре аномалии,

так как: U_MIN=-p / h², то p = ?U_MIN? h². (10)

6". В случае a=0њ (горизонтально - поляризованная сфера) оба экстремума находятся на расстоянии x_1/2=+ h / Ц2 от эпицентра, а потенциал U в экстремальной точке (максимуме или минимуме) равен:

 

(12)

7. Определение размеров тела. Из формулы 

 

(13)

задаваясь значениями r₁, r₂ и Е₀ можно оценить радиус тела а. Для условия моделирования r₁=30 Ом.м (водопроводная вода), а r₂<<1 Ом.м (металлическая модель). Отсюда ясно, что 

 

(15)

Е₀ - контактная разность потенциалов на границе рудного тела и вмещающей среды в практических условиях меняется в широких пределах от единиц до тысячи мВ. Без знания Е₀ можно определить лишь параметр эквивалентности Е₀*а². Определив Е₀ по измерениям в скважине, пересекающей рудное тело, или зная размеры рудного тела по результатам его разведки, можно найти второй параметр - a. В лабораторных условиях а или Е₀могут быть определены путем непосредственных измерений.

Задание

1. Провести измерения U_ЕП над моделью поляризованной сферы.

2. Нарисовать карту изолиний U_ЕП и график U по линии профиля, проходящего в направлении наибольшего изменения U.

3. Провести количественную интерпретацию данных U_ЕП по профилю и оценить все параметры модели: x₀, h, a, E₀, a. Под графиком U_ЕП нарисовать в масштабе модель рудного тела.

4. Проверить правильность параметров модели с помощью расчетов на ЭВМ по программе SP.

Контрольные вопросы

1. Какие природные процессы вызывают появление естественных электрических полей?

2. Основные геологические задачи для решения которых применяется метод ЕП.

3. Конструкция электродов, используемых в методе ЕП.

4. Вид графиков потенциала ЕП над сферой при вертикальной, горизонтальной, и наклонной поляризации.

5. Как будут изменяться графики потенциала при изменении каждого параметра модели?

6. Две основные методики съемки потенциала ЕП.

7. В чем причина появления аномалии ЕП над лабораторной моделью?

8. Какие параметры можно определить в ходе количественной интерпретации аномалии над поляризованной сферой?

Литература

1. Хмелевской В.К. Основной курс электроразведки. Ч.1. М., изд. МГУ, 1970. С 169-189.