Курсовая работа: Электроразведка Раздолинского участка

Раздолинский участок расположен в Мотыгинском районе Красноярского края. Районный центр п. Мотыгино располагается в 30 км к югу от площади работ на берегу р. Ангара (рис.1). В северной части участка работ находится поселок Раздолинск.

Район работ характеризуется расчлененным рельефом с абсолютными отметками 220-230 м и относительными превышениями водоразделов над днищами долин 100-150 м. Обнаженность района работ плохая. Выходы коренных пород встречаются только по долинам рек, все склоны и водоразделы покрыты чехлом делювиальных образований мощностью до 3 метров.

Район почти полностью залесен. Лес смешанный с преобладанием хвойного (ель, сосна, пихта, реже кедр.). Лиственные леса представлены преимущественно березой и осиной. Густой подлесок состоит из ольхи, рябины, черемухи.

1. Геологическое задание

Целевое назначение работ: детализационные электроразведочные работы в масшабе 1: 2000 с целью уточнения геологического строения рудопроявления Рудничное на Раздолинском участке. На выбранном участке необходимо выполнить электроразведочные работы методом ЭП-ВП. Полученная информация должна полностью охарактеризовать геологическое строение рудопроявления. Результаты исследований необходимо предоставить в графическом и электронном виде.

Основным водотоком и источником водоснабжения является р. Рыбная, пересекающая всю площадь работ.д.олина реки асимметричная шириной 300 - 500 м. Глубина русла 0,5 - 1,5 м. Скорость течения 1,5 - 1,6 м/сек.

В результате дражных и старательских отработок вся долина покрыта заболоченными разрезами и отвалами. Притоки р. Рыбной - реки Афониха, Бол. и Мал. Авериха, руч. Кривляжный и Боголюбовский - представляют собой типичные горно-таежные мелководные водотоки.

Электроразведка Раздолинского участка

2. Общая часть

2.1 Геологическая характеристика района

Взгляды на геологическое строение участка работ, несмотря на значительный период его детального изучения, даже в последние годы разнятся друг от друга.

Как вытекает из построений, отраженных на Геологической карте Енисейского кряжа м-ба 1: 500 000 (Качевский, 1998), восточная часть участка сложена пенченгинской свитой раннего протерозоя, прорванной телами пикритов и пироксенитов попутнинского комплекса, а также габбро-долеритов и долеритов индыглинского комплекса того же возраста (ранний протерозой). С запада на пенченгскую свиту надвинут блок пород кординской, горбилокской и удерейской свит; с востока контакт пенченгинской свиты тектонический по субмеридиональной зоне Ишимбинского глубинного разлома.

Иную трактовку строения "Рыбинского блока", включающего исследуемый участок, можно увидеть на ГК-1000/3, переданной в издание в 2005 году (Зуев, 2005). Эта трактовка связана с введением в легенду так называемой "панимбинской толщи". Проблема состояла в том, что в южной половине Заангарской части Енисейского кряжа (от р. Ангара до р. Тея), в положительных структурах (горст-антиклинали, крупные взбросо-надвиги), расположенных между Татарской (с запада) и Ишимбинской (с востока) зонами глубинных разломов, картировался и изучался своеобразный, не сопоставимый ни с разрезом тейской серии карелия, ни с одним из рифейских разрезов Ангаро-Питской части Заангарья комплекс пород, относимый разными исследователями то к пенченгинской "свите" (по Качевскому, 1998) то к кординской свите раннего рифея, то к панимбинской толще верхов верхнего рифея (по Стороженко, 2003). Понимая дискуссионность вопроса, авторы ГК-1000/3 приняли решение (в определенной степени "волевое") и определили стратиграфическое положение "панимбинской толщи" в составе одноименной вулканогенно-осадочной ассоциации и разместили ее в основании рифея между рязановской свитой нижнего протерозоя и кординской свитой нижнего рифея. При этом тела гипербазитов "попутнинского комплекса" и пространственно сопутствующие им тела диабазов "исаковского комплекса" трактуются как субвулканические образования вулканитов панимбинской толщи.

Геологическая обстановка на Раздолинском участке иллюстрируется выкопировкой с геологической карты масштаба 1: 50 000 (Целыковский, 1985) (рис.2).

Электроразведка Раздолинского участка

2.2 Физические свойства горных пород и руд

В ходе наземных геофизических работ изучения физических свойств пород и руд непосредственно Раздолинского участка не производилось. При интерпретации геофизических материалов использовались данные по физическим свойствам пород и руд, полученные в ходе предыдущих геофизических работ на площади Рыбинской рудной зоны.

Наиболее существенными факторами, определяющими характер наблюдаемых физических полей, являются литологический и минеральный состав пород, наличие вторичных эндогенных и гипергенных изменений пород, гидрогеологический режим пород, а также структурно-тектонические особенности площади.

2.2.1 Магнитные свойства

Наиболее полно изучены магнитные и плотностные свойства пород в связи большими объёмами магнитных и гравиметрических съёмок выполненных в районе работ.

Практически все образования кординской, горбилокской и удерейской свит, являются немагнитными, либо слабомагнитными и лишь отдельные горизонты сланцев (в основном с хлоритом) включают и магнитные разности пород. В количественном отношении магнитные разности не превышают первых процентов в составе горизонта и не оказывают существенного влияния на картину наблюденного магнитного поля.

Рыхлые четвертичные образования также практически не магнитны, лишь отдельные разности глин и суглинков в своём составе содержат рассеянную вкрапленность магнетита и являются слабо магнитными.

Вулканические и субвулканические образования попутнинского и исаковского комплексов имеют первично ультраосновной и основной состав. Как правило, породы основного и ультраосновного состава являются магнитными и сильно магнитными образованиями. Породы данных комплексов совместно с вмещающей толщей сухопитской серии метаморфизованы и рассланцованы. Указанные процессы привели к значительному снижению магнитных свойств.

Одной из составляющих гидротермально-метасоматических процессов, с которыми связано образование золоторудных объектов, является сульфидизация. Одним из широко распространенных рудных минералов является моноклинный пирротин, который наряду с магнетитом обладает наиболее высокой магнитной восприимчивостью. Поэтому золоторудные объекты Енисейского кряжа, как правило, сопровождаются магнитными аномалиями интенсивностью от первых десятков до сотен нТл.

Процессы химического выветривания, широко проявленные на площади приводят к заметному снижению интенсивности магнитного поля. Магнитный пирротин в процессе корообразования достаточно легко переходит в гидроокислы железа и теряет свои магнитные свойства.

2.2.2 Электрические свойства

Электрические свойства пород определяется литологическим составом первичных неизмененных пород, характером наложенных вторичных эндогенных и гипергенных процессов, обводненностью и составом грунтовых вод.

Рыхлые образования четвертичной системы и неогена, широко развиты в пределах Рыбинской рудной зоны, обладают удельными сопротивлениями от 100 до 1000 Омм при средних значениях 200-400 Омм. Поляризуемость их равна 0,1-1,3%. По материалам выполненных электроразведочных работ значения кажущегося сопротивления и поляримуемости в сильной степени зависят от обводненности горных пород. Выше уровня грунтовых вод кажущиеся сопротивления могут возрастать до 1000-3000 Ом.

Разнообразные по составу сланцы и филлиты, слагающие толщу удерейской, горбилокской и кординской свит характеризуются сопротивлениями от 500 до 3000 Омм и поляризуемостью от 0,1 до 1,3%. Горизонты доломитов, известняков, а также кварцитов и кварцито-песчаников, известные в разрезе толщи, имеют несколько повышенное сопротивление - до 3000-5000 Омм. Углеродистые сланцы и филлиты характеризуются пониженными удельными сопротивлениями (до 50-100 Омм) и повышенными значениями поляризуемости (до 3-4%). Также повышенной поляризуемостью обладают горизонты пиритизированных пород.

Зоны регионально графитизированных и пиритизированных пород сопровождаются отрицательными аномалиями естественного электрического поля.

Процессы выветривания, за счет разрушения породообразующих минералов и их глинизации приводят к уменьшению электрического сопротивления пород. По этой же причине пониженными сопротивлениями характеризуются и зоны разрывных нарушений.

Гидротермально-метасоматические процессы, с которыми связано образование коренных золоторудных объектов района, приводят к существенным изменениям физических свойств рудовмещающих толщ. Так в процессе объёмного окварцевания пород происходит значительное (в разы) увеличение их кажущегося сопротивления. Сульфидизация и графитизация пород приводит к увеличению поляризуемости горных пород до 5-10% и более.

При наличии благоприятной гидрогеологической ситуации графитизированные и сульфидизированные породы создают локальные аномалии естественного электрического поля. В приповерхностных условиях по сульфидизированным породам, как привило, развиваются линейные коры химического выветривания, что приводит к понижению кажущихся электрических сопротивлений выветрелых пород. В ходе развития линейных кор химического выветривания наблюдается закономерное изменение физических свойств рудовмещающей толщи. Намагниченность и вызванная поляризация пород уменьшаются, электрическое сопротивление падает, естественное электрическое поле на ранних стадиях сначала возрастает, а затем понижается. Поэтому над одними и теми же минерализованными рудными зонами в зависимости от уровня эрозионного среза и зрелости кор химического выветривания, может наблюдаться различная картина взаимоотношений между физическими полями.

2.3 Геоэлектрическая модель

В соответствии с физическими свойствами горных пород геоэлектрическая модель Раздолинского участка по разрезу 1-1 будет выглядеть следующим образом (см. приложение 1).

3. Методическая часть

3.1 Выбор участка работ

Участок проведения работ имеет прямоугольную форму, размерами 500х500 м (рис.3). Такой размер и положение позволяет детально изучить рудопроявление Рудничное, а так же детально изучить участок в целом.

Электроразведка Раздолинского участка

Рис.3 Расположение участка

3.2 Выбор масштаба съемки

Работы проводятся в масштабе 1: 2 000. Расстояние между профилями составляет 20 метров, между пикетами 5 метров. Такой масштаб съемки позволяет не только подсечь рудное тело, но и детально оконтурить его. При работах на данном участке надлежит использовать следующую схему отработки (рис.4).

3.3 Выбор комплекса методов

Выбор комплекса методов обусловлен морфологией рудных тел и перекрывающих толщ, а так же поставленными задачами. Для изучения рудопроявления необходимо произвести электропрофилирование методом ВП.

4. Методика выполнения работ

В методе ВП обычно используются те же установки, что и в методах постоянного тока. Рабочая частота также должна быть выбрана таким образом, чтобы выполнялось условие ближней зоны. Предполагается, что источник вырабатывает сигнал в форме меандра (прямоугольные разнополярные импульсы), и изучается сдвиг фаз или разница амплитуд гармоник сигнала, характеризующие поляризуемость среды. Поскольку эти величины обычно малы, необходимо использовать мощный источник поля. Чтобы выделить явление вызванной поляризации в горных породах на фоне собственной разности потенциалов приемных электродов, эти электроды делают неполяризующимися. Также для увеличения отношения сигнал/помеха используется накопление сигнала.

Многофункциональный электроразведочный измеритель "МЭРИ-24":

Электроразведка Раздолинского участка

Рис.3 Внешний вид измерителя Рис.4 Правая боковая панель измерителя

Измеритель МЭРИ предназначен для измерения параметров постоянного и переменного напряжения в полевых условиях при электроразведочных работах.

Прибор позволяет проводить работы следующими методами:

методом сопротивлений (измеряется амплитуда основной гармоники сигнала);

ЧЗ-ВП (измеряются амплитуды гармоник сигнала, а также дифференциальные фазовые параметры на выходе электрического и магнитного датчиков в широком диапазоне частот);

ЕП (измеряются постоянные электрические поля);

ЭМКПК (измеряются поля промышленной частоты и катодной защиты с целью картирования и изучения состояния подземных коммуникаций).

Прибор снабжен графическим ЖК-индикатором и клавиатурой, питание осуществляется от встроенных аккумуляторов или от внешнего источника питания.

В процессе наблюдений прибор измеряет входной сигнал, выполняет его обработку, выдает значения определяемых параметров на индикатор и записывает их в память. Кроме того, прибор позволяет просматривать на индикаторе и заносить в память выполненные в режиме реального времени записи сигнала. В дальнейшем результаты измерений могут быть перенесены на персональный компьютер для анализа посредством специального программного обеспечения.

Основные технические характеристики:

Разрядность АЦП	24 бита.
Уровень собственных шумов	не более 1 мкВ.
Максимальное входное напряжение	не более 2 В.
Входное сопротивление	5 Мом.
Встроенная энергонезависимая память	8 Мбайт.
Интерфейс синхронизации с ПК	USB 1.1
Максимальная потребляемая мощность	2 Вт.
Внутренний источник питания	6 В, 3 А. часов.
Внешний источник питания	12 В.
Минимальное время работы от внутренних батарей	10 часов
Рабочие частоты, Гц	Первый ряд частот: 0.019, 0.038, 0.076, 0.153, 0.305, 0.610, 1.221, 2.441, 4.883, 9.766, 19.53, 39.06, 78.13, 156.3, 312.5, 625.0 Второй ряд частот: 0.021, 0.032, 0.042, 0.063, 0.083, 0.125, 0.167, 0.250, 0.333, 0.500, 0.667, 1.000, 1.333, 2.000, 2.667, 4.000, 5.333, 8.000, 10.67, 16.00, 21.33, 32.00, 42.67, 64.00, 85.33, 128.0, 170.7, 256.0, 341.3, 512.0
Дополнительный ряд частот	50, 60, 100, 120
Диапазон рабочих температур	-20 - +600 С.
Габариты	190х150х80 мм.
Масса	1.5 кг.

Электроразведочный генератор "Астра-100":

Электроразведочный генератор "АСТРА-100" используется для создания электромагнитного поля при проведении геофизических работ методами постоянного тока, вызванной поляризации, частотного зондирования (в том числе импедансного) и другими методами.

Область применения генератора ограничивается решением гражданских задач, связанных с изучением электрических свойств грунтов и горных пород в естественном залегании. Никакие компоненты генератора и технические идеи его построения не являются секретными. Эксплуатация генератора не влечет отрицательных экологических последствий.

Основные технические характеристики:

Максимальная выходная мощность	100 Вт.
Максимальное выходное напряжение	250 В.
Значения выходного тока и соответствующие диапазоны значений сопротивлений RAB	1.00 мА, 5.0 - 250 кОм. 3.16 мА, 1.5 - 80 кОм. 10.0 мА, 0.5 - 25 кОм. 31.6 мА, 150 - 8000 Ом. 100 мА, 50 - 2500 Ом. 316 мА, 15 - 800 Ом. 1000 мА, 5 - 100 Ом.
Форма выходного тока	"меандр" (прямоугольные разнополярные импульсы без паузы).
Рабочие частоты	Первый ряд частот: 0.076, 0.153, 0.305, 0.610, 1.22, 4.44, 4.88, 9.77, 19.5, 39.1, 78.1, 156, 313, 625, 1250, 2500 Гц. Второй ряд частот: 0.042, 0.063, 0.083, 0.125, 0.167, 0.250, 0.333, 0.500, 0.667, 1.00, 1.33, 2.00, 2.67, 4.00, 5.33, 8.00, 10.7, 16.0, 21.3, 32.0, 42.7, 64.0, 85.3, 128, 171, 256, 341, 512, 683, 1024, 1365, 2048 Гц.
КПД	до 80%
Погрешность стабилизации на активной нагрузке	0.5%
Длительность фронта на активной нагрузке	2 микросекунды.
Диапазон рабочих температур	от - 20 OC до + 50 OC.
Напряжение питания	12 В (минимум 9.5 В, максимум 15.5 В).
Вес (без аккумулятора)	2 кг.
Габариты	200 x 173 x 113 мм.
Текстовый ЖКИ	4 строки x 16 символов.
Текстовая индикация	- рабочей частоты. величины выходного тока. напряжения аккумулятора. статуса (ожидание, работа, разрыв в AB, низкое напряжение питания). сопротивления нагрузки. выходного напряжения.
Звуковая индикация	- работа - разрыв в AB. низкое напряжение питания.
Клавиатура	12 кнопок
Разъемы	- AB. шунт 1 Ом. синхронизация. питание.
Корпус	герметичный.

5. Топогеодезическое обеспечение

Топографо-геодезическое обеспечение электроразведочных работ включает:

Перенесение в натуру проекта расположения пунктов наблюдений (разбивка профилей и магистралей);

Закрепление определенных пунктов соответствующими знаками;

Определения планового положения и высот пунктов наблюдений;

Составление топографической основы для отчетных карт;

Технический контроль и оценку точности выполнения работ.

Для решения поставленных задач на данном участке следует применять GPS навигатор GARMIN GPSMAP 60Cx. Точность GPS: Местоположение: <10 м, вероятность 95%

Навигатор GPSMAP 60Cx включает в себя несколько дополнительных функций по сравнению с популярными моделями серии 60: съемную карту памяти microSD™ и высокочувствительный GPS-приемник.

С помощью навигатора GPSMAP 60Cx можно работать практически в любых условиях:

Высокочувствительный GPS-приемник обеспечивает улучшенный прием спутниковых сигналов даже под плотной кроной деревьев и в глубоких оврагах.

Используя специальную антенну, которая крепится на высоте 1-2 м над уровнем земли (можно закрепить на лямку рюкзака), можно добиться точности: Местоположение: <5 м.

6. Камеральные работы и интерпретация полевых материалов

В задачу камеральных работ входит окончательная обработка полевых материалов, их интерпретация и составление отчета. Камеральную обработку материалов производит камеральная группа, организуемая в составе партии или экспедиции. Здесь проверяют на выборку вычисления в журналах и обработку осциллограмм, производят оценку точности наблюдений по каждому участку и всем работам в целом, составляют сводные планы графиков ɳк ρк.

Планы графиков сопоставляют с геологическими, геохимическими и геофизическими данными. На основании совместного рассмотрения всех материалов делают заключение о природе аномалий ВП и выявляют перспективные аномалии. Во всех случаях, когда это возможно, производят количественную оценку глубины, элементов залегания и размеров исследуемых объектов. Интерпретацию данных метода ВП проводят с использованием результатов изучения поляризуемости различных пород по образцам и материалам ВЭЗ. Количественную интерпретацию ведут способами, изложенными в методической литературе.

В результате камеральной обработки по каждому участку должны быть представлены следующие материалы.

Обзорная карта.

Геологическая карта с топографической основой в масштабе сэемки методом ВП.

План графиков ɳк и ρк в едином оформлении.

Графики контрольных наблюдений.

Список литературы

Лицензированная литература:

Вахромеев Г.С., Ерофеев Л.Я., Канайкин В.С., Номоконова Г. Г Петрофизика: Учебник для вузов. - Томск: Изд-во ТГУ, 1997. - 462 с.

Инструкция по электроразведке / М-во геологии СССР. - Л.: Недра, 1984. - 352 с.

Физические свойства горных породи полезных ископаемых (петрофизика). - М.: Недра, 1984. - 455 с.

Не издаваемые источники:

Отчет по учебно-производственной геофизической практике 2009.