Геофизика

3.4.1. Интерпретация электромагнитных зондирований

3.4.2. Результаты геолого-геофизического истолкования данных ЭМЗ

3.4.3. Интерпретация данных электромагнитного профилирования

3.4.4. Применение методов электромагнитного профилирования

3.4.5. Интерпретация и области применения подземных методов электроразведки

* * *

Как и в других методах геофизики, существуют качественные и количественные приемы интерпретации данных электроразведки. При качественной интерпретации ведут визуальное выделение аномалий, позволяющее оценить наличие и положение разведываемых объектов. В результате количественной интерпретации определяют их глубины залегания, геометрические размеры и электромагнитные свойства. Заключительным этапом интерпретации является геологическое истолкование результатов, которое будет тем достовернее, чем полнее используются не только данные, полученные разными геофизическими методами, но вся возможная геолого-гидрогеологическая информация.

3.4.1. Интерпретация электромагнитных зондирований

3.4.1.1. Качественная интерпретация

Как известно (см. 3.3), в результате электромагнитных зондирований (ЭМЗ) получают кривые кажущихся сопротивлений (КС): ρк, ρт, ρω, ρτ или других параметров в зависимости от параметров глубинности (Пг), равных r = АВ/2, или . При качественной интерпретации в результате визуального анализа кривых определяют число слоев в разрезе, типы кривых (см. рис. 3.7, 3.8). По данным площадных ЭМЗ строят карты типов кривых, иногда абсцисс и ординат экстремумов на кривых. По профильным наблюдениям строят разрезы кажущихся удельных электрических сопротивлений. В методе ВЭЗ кроме разрезов КС (ρк) принято строить разрезы кажущихся продольных проводимостей (Sк = r/ρк) для выявления хорошо проводящих слоев или кажущихся поперечных сопротивлений (Tк = r ⋅ ρк) для выделения плохо проводящих слоев. При построении этих разрезов по вертикали откладывают параметр глубинности (Пг), проставляют ρк, Sк или Tк и проводят изолинии равных значений. Анализ этих материалов позволяет дать общую характеристику и степень изменчивости геоэлектрических разрезов в плане и по глубине. Кривые ЭМЗ на участках, где изолинии на разрезе почти параллельны, не искажены горизонтальными неоднородностями, используют для количественной интерпретации в рамках одномерных горизонтально-слоистых моделей (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Кривые ВЭЗ (а) и геоэлектрический разрез (б), полученные в одном из районов Поволжья:

1 — точки ВЭЗ; 2 — удельное электрическое сопротивление слоя;
3 — литологические единицы; 4 — уровень грунтовых вод;
5 — суглинки; 6 — пески; 7 — глины

3.4.1.2. Количественная интерпретация графоаналитическими способами

При количественной интерпретации ЭМЗ получают послойные (hi) или суммарные обобщенные (Н) мощности, удельные электрические сопротивления (ρi), поляризуемости (ηi), продольные проводимости (S = H/ρl), средние удельные продольные сопротивления (ρl), поперечные сопротивления (Т = Нρn), средние удельные поперечные сопротивления (ρn). Существуют графоаналитические, палеточные и компьютерные способы интерпретации ЭМЗ.

Графоаналитические способы созданы в результате анализа теоретических кривых ЭМЗ. Например, по асимптотическим и экстремальным значениям кажущихся сопротивлений находят некоторые обобщенные параметры. Если к правой ветви кривых ЭМЗ, построенных в логарифмическом масштабе и полученных над опорным горизонтом высокого сопротивления, например, кристаллическим фундаментом, провести асимптоты, то можно определить суммарную продольную проводимость надопорной толщи по следующей формуле: , где xa, ya — абсцисса и ордината любой точки асимптоты, b — коэффициенты, разные для разных видов ЭМЗ и известные в теории электроразведки.

3.4.1.3. Палеточные методы интерпретации ЭМЗ

Методы основаны на использовании палеток, т. е. набора теоретических кривых для двух- и трехслойных разрезов для разных методов ЭМЗ. Их рассчитывают с помощью компьютеров при решении прямых задач ЭМЗ над одномерными моделями, т. е. горизонтально-слоистыми средами с разными мощностями (h) и электромагнитными свойствами (ЭМС) слоев. Процесс количественной интерпретации сводится к совмещению экспериментальной (полевой) кривой, полученной в условиях, близких к горизонтально-слоистым разрезам и вычерченной на прозрачном бланке, с одной или несколькими теоретическими кривыми из альбома палеток. Полевые и теоретические кривые должны быть построены в одинаковых логарифмических масштабах.

Добившись совпадения полевой кривой с одной из теоретических, параметры последней (h, ЭМС) можно перенести на разведываемые разрезы. Эти параметры вследствие некорректности решения обратных задач геофизики, или наличия так называемого принципа эквивалентности, являются приближенными, отличающимися от истинных.

Погрешности интерпретации зависят от соотношения мощностей и электромагнитных свойств слоев в разрезе, наличия горизонтальных неоднородностей, уровня помех и других причин. Например, если изучаемый слой по мощности в несколько раз превышает мощность перекрывающей толщи, то его параметры можно определить с высокой точностью (ошибки меньше 5–10 %). Наоборот, тонкие пласты выделяются неуверенно, особенно в постоянных или низкочастотных полях. Наличие дополнительной геолого-геофизической информации, особенно параметрических данных по скважинам и электромагнитным исследованиям в них, делает интерпретацию данных ЭМЗ достаточно точной (ошибки ±10 %).

В результате количественной интерпретации данных ЭМЗ строятся геоэлектрические разрезы: по горизонтали проставляются центры ЭМЗ (точки записи), по вертикали откладываются значения их мощности, а в центре слоев проставляются полученные их электромагнитные свойства. Для опорных, мощных, контрастных по ЭМС, повсеместно залегающих слоев можно строить карты глубин их залегания и мощностей.

3.4.1.4. Компьютерная интерпретация кривых ЭМЗ методом подбора

В настоящее время часто интерпретация кривых ЭМЗ выполняется с помощью специальных программ на персональных компьютерах. При этом в большинстве случаев используется так называемый метод подбора. Он основан на строгом решении прямых задач, т. е. расчете модельных кривых ЭМЗ по заданным параметрам геоэлектрической модели (мощностям и электромагнитным свойствам слоев). Причем прямая задача может решаться как в одномерном приближении (пренебрегая горизонтальными изменениями электромагнитных свойств модели), так и в двумерном (когда все структуры считаются бесконечно вытянутыми), а также в общем трехмерном случае. При переходе к задаче большей размерности существенно увеличивается время решения задачи, а главное — требования к системе наблюдений. Так, для двумерной интерпретации необходимы данные по профилю вкрест вытянутых структур, а для трехмерной — данные площадной съемки. Поэтому сейчас по-прежнему широко используется одномерное приближение, обеспечивающее окончательный результат при исследовании слоистых сред, и предварительный — при исследовании горизонтально-неоднородных сред, уточняемый при последующей двумерной и трехмерной интерпретации.

Рассмотрим метод подбора для одномерной интерпретации. На основе априорных представлений о районе проведения исследований создается некоторая начальная геоэлектрическая модель среды: выбирается число слоев, задаются примерные (ожидаемые) их мощности и электромагнитные свойства. Далее для них решается прямая задача, т. е. рассчитывается модельная кривая кажущегося сопротивления. Модельная кривая сопо­ставляется с наблюденной. Анализируется расхождение кривых, модель корректируется, т. е. меняются параметры слоев. Вновь решается прямая задача, и далее этот итерационный процесс продолжается до тех пор, пока расхождение модельной и наблюденной кривых (невязка) не окажется в пределах точности полевых наблюдений (менее ±5 %).

В методе подбора минимизируется функционал невязки следующего вида:

где m — номер разноса (или периода колебаний, или времени становления поля), M — их общее число, и — наблюденное и модельное значения кажущегося сопротивления. Фактически обратная задача сводится к нахождению минимума функции многих переменных, при этом функцией является невязка наблюденных и модельных данных, а переменными (аргументами) — параметры модели, т. е. сопротивления и мощности слоев и их электромагнитные свойства.

Подбор может вестись в ручном или автоматизированном режимах. В первом случае интерпретатор сам анализирует расхождения модельной и наблюденной кривых и корректирует модель. Во втором случае функционал невязки минимизируется автоматически, например, с помощью таких методов численной оптимизации, как методы наискорейшего спуска, или Ньютона–Гаусса. При ручном подборе интерпретатор может сам контролировать согласие параметров с априорной информацией. Если же используется автоматизированный подбор, то полученная модель может дать решение, хотя и удовлетворяющее наблюденным данным, но не согласующееся с априорной информацией. Вследствие этого вместо обычного автоматизированного подбора лучше использовать регуляризованный подбор. В этом случае близость решения к априорной информации достигается путем минимизации функционала (Mα), содержащего функционал невязки (I) и стабилизирующий функционал (Ω): Mα = I + αΩ. Влияние стабилизатора контролируется параметром регуляризации (α). Если α слишком мал, эффект стабилизатора недостаточен. Если α слишком велик, модель плохо соответствует измерениям. Поэтому обычно находят оптимальное значение α, такое, при котором невязка будет равна погрешности наблюдений. Удобная форма стабилизатора имеет вид

где — параметры опорной модели, которая строится с учетом всей известной информации о геоэлектрической структуре региона, а pn — подбираемые параметры мощностей и электромагнитных свойств. Коэффициенты (kn) выражают степень доверия к отдельным элементам опорной модели. N — общее число параметров из n возможных

В результате на дисплее компьютера высвечивается таблица наиболее вероятных значений мощностей и электромагнитных свойств (чаще всего это удельные электрические сопротивления) слоев. Далее, как и при палеточной интерпретации, строятся геоэлектрические разрезы или структурные карты для опорных горизонтов.

3.4.1.5. Интерпретация высокочастотных радиоволновых (РВЗ) и радиолокационных (РЛЗ или РЛМ) зондирований

Интерпретация высокочастотных радиоволновых (РВЗ) зондирований (см. 3.3.1.7) проводится следующим образом. Вручную или с помощью компьютеров изучаются и сравниваются полевые и теоретические (расчетные) интерференционные кривые, являющиеся зависимостями суммарного зондирующего и отраженного сигналов от частоты. По интерференционным кривым, по координатам максимумов и минимумов можно с помощью полученных при решении прямых задач формул определить: мощности (h), диэлектрические проницаемости (ε), иногда удельные электрические сопротивления (ρ) для двух-трехслойных горизонтально или пологозалегающих слоев. Глубинность разведки не превышает 100 м.

В РЛЗ (РЛМ) в ходе компьютерной обработки радарограммы, т. е. записей сигналов на разных временах (t) запаздывания между зондирующим и отраженным (или рефрагированным) импульсами от слоев определяются ε, иногда ρ. Если есть опорные скважины на профиле, можно определить скорость электромагнитных волн (V) в перекрывающей разведываемый слой или объект среде. В воздухе V0 = 300 м/мкс, во льдах Vл = 168 м/мкс, в породах . Эхо-глубина (по нормали к отраженному слою) может быть получена по формуле h = Vt/2. РЛЗ нашли применение при малоглубинных (10–20 м) выявлениях неоднородностей, изучении мощности мерзлых пород и горных ледников (до глубин 100 м). Наибольший эффект этот метод дает при изучении покровных ледников. Так, в Антарктиде аэрометодами РЛЗ выявлены подледные озера на глубинах свыше 3 км.

3.4.2. Результаты геолого-геофизического истолкования данных ЭМЗ

Вследствие неоднозначности решения обратной задачи ЭМЗ для точного определения всех мощностей слоев разреза надо знать их электромагнитные свойства (ЭМС), точно так же, как при интерпретации гравиразведки нужно знать плотность, а магниторазведки — магнитную восприимчивость. Для определения ЭМС промежуточных горизонтов можно использовать параметрические электромагнитные зондирования на скважинах или на участках, где известны мощности слоев, например, по данным сейсморазведки. Получив их в результате комплексных геолого-геофизических работ, можно специальными приемами рассчитать ЭМС, а затем и мощности слоев. В результате строят геоэлектрические разрезы. Слои с примерно одинаковыми ρ, η или ε объединяют в отдельные горизонты, в том числе опорные, т. е. такие, у которых мощности мало изменяются по профилю или площади.

Особенности применения электромагнитных зондирований. Несмотря на то, что все методы электромагнитных зондирований предназначены для расчленения горизонтально- и пологослоистых сред, их результаты можно использовать и в более сложных геоэлектрических условиях.

Методы ЭМЗ применяются для решения многих задач. Для малоглубинных (до 100 м) исследований целесообразно применять ВЭЗ, ВЭЗ-ВП (если есть уверенность в изменении поляризуемости разных слоев); ВИЗ в условиях повышенных (больше 100 Ом ⋅ м) сопротивлений и при плохих условиях заземления; РВЗ, РЛМ (ИМР) в разрезах высокого (больше 1000 Ом ⋅ м) сопротивления, например, при изучении льдов, мерзлоты, поисках подземных вод в пустынях. При разведке глубин до 500 м можно применять ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, а также ЗСБ и ЧЗ (особенно при наличии в разрезе карбонатных или галогенных экранов высокого сопротивления), РЛМ (при ледовой и мерзлотной разведке). При структурных исследованиях на суше и в морях до глубин 5–10 км иногда используются ДЗ, а чаще магнитотеллурические методы и, прежде всего, МТЗ, а также ЗСД и ЗСБ. Изучение глубинной неоднородности Земли можно проводить с помощью глубинных МТЗ (ГМТЗ).

Каждую из названных задач можно решать несколькими методами. Вследствие разной физической природы методов и неоднозначной интерпретации их результатов целесообразно применять два-три зондирования, например, в таких сочетаниях: ВЭЗ и ВЭЗ-ВП; ВЭЗ и ЧЗ; ВЭЗ и ЗС; ВЭЗ и РЛЗ; МТЗ, ЗС и ВЭЗ. В любых условиях при решении разных задач для более однозначной интерпретации данных электромагнитных зондирований необходима дополнительная информация по параметрическим скважинам из расчета хотя бы 1–5 скважин на 100 точек зондирования при изменении глубины разведки от первых километров до десятков метров соответственно.

Кроме того, по данным зондирований строят структурные карты по кровле опорных горизонтов высокого или низкого сопротивления и карты мощностей тех или иных слоев. Сопоставляя их с геологическими данными, можно говорить о соответствующих структурных геологических картах.

3.4.3. Интерпретация данных электромагнитного профилирования

Данные различных методов электромагнитного профилирования (ЭП, ВП, ЕП, ПЕЭП, ПЕМП, НЧМ, МПП, аэроэлектроразведка, РВП, РТС, РЛС), представленные в виде графиков, карт графиков (корреляционных планов) и карт тех или иных наблюденных или расчетных параметров, несут в себе информацию о геоэлектрических неоднородностях вдоль профилей или по площади в определенном интервале глубин (см. 3.3).

Интерпретация данных электромагнитного профилирования в основном качественная, реже количественная.

Качественная интерпретация. Сущность качественной интерпретации электромагнитного профилирования сводится к визуальному (или с помощью вероятностно-статистических методов) выявлению аномалий, т. е. отклонений кажущихся сопротивлений, поляризуемостей, естественных потенциалов или других наблюдаемых параметров от первичного (нормального) или среднего (фонового) поля; определению их положения в плане; оценке геологической природы аномалообразующих объектов (рис. 3.16). Аномалию считают достоверной, если она удовлетворяет правилу «трех сигм и трех точек», т. е. амплитуда аномалий превышает 3σ (где σ — средняя квадратическая или близкая к ней относительная средняя арифметическая погрешность съемки) и прослеживается не менее чем на трех точках профиля. С помощью вероятностно-статистических методов и ЭВМ выявляют аномалии с амплитудой, близкой к σ.

Рис. 3.16. Карта графиков (Ну), полученная при электромагнитном
профилировании методом аэроэлектроразведки (ДК):

1, 2 — положительные и отрицательные аномалии;
3 — оси аномалий, приуроченные к тектоническим нарушениям

Форма и простирание аномалий электромагнитного профилирования обычно соответствуют плановому положению создавших их объектов. Ширина (l) аномалии над тонким (l < h) объектом зависит от глубины залегания его верхней кромки (h), а над толстым (l > h) — от его ширины (L). Интенсивность аномалий, а значит, и эффективность профилирования зависят от следующих природных и технических факторов:

1) отношения глубины залегания (h) к поперечным размерам (d) геологических объектов (обычно выделяют объекты с h/d < 2–5);

2) контрастности электромагнитных свойств объектов и вмещающей среды для кондуктивных методов, которая не должна превышать 100, а абсолютные электропроводности объектов для индуктивных методов должны быть значительно (свыше 10 раз) больше, чем у вмещающих пород;

3) рационального выбора метода профилирования значений параметров глубинности (r, f, t);

4) интенсивности первичного (питающего) поля и его поляризации, т. е. направления вектора Е по отношению к простиранию объектов (например, при Е-поляризации, т. е. когда вектор Е совпадает с простиранием объектов, в проводящих телах индуцируются максимальные вторичные магнитные поля);

5) примененной измерительной аппаратуры, которая может различаться точностью и возможностями измерений различных параметров поля с разной помехозащищенностью.

Количественная интерпретация. Количественная интерпретация данных электромагнитного профилирования сводится к определению (чаще оценке) формы, глубины, иногда размеров, физической и геологической природы аномалий. Она начинается с выбора физико-геологических моделей, которыми можно аппроксимировать разведываемые объекты: контакты сред, мощные (l > h) и тонкие (l < h) пласты, изометрические (шарообразные), вытянутые (линзообразные, цилиндрообразные) тела и др. Решение прямых и особенно обратных задач методами математического и физического моделирования для перечисленных моделей сложнее, чем для зондирований.

Существуют аналитические и графические приемы количественной интерпретации.

Простейшим способом оценки глубины залегания верхней кромки тела (h) является способ касательных, используемый в магниторазведке (см. главу 2). С его помощью интерпретируют четкие локальные аномалии, называемые аномалиями кондуктивного типа и получаемые в методах ЕП, ЭП, ВП, ПЕЭП и некоторых других. В этом способе касательные проводят к максимуму, минимумам и боковым граням (рис. 3.16). По разностям абсцисс точек пересечения касательных (m1 и m2 или т′1 и т′2) можно определить h по формуле

где параметр а в разных методах профилирования изменяется для пластообразных объектов от 0,2 до 0,5, а для изометрических тел — от 0,4 до 1.

Рис. 3.17. График электропрофилирования (ЭП)
и схема его интерпретации способом касательных

При измерении вертикальных (Нz) и горизонтальных (Hp) магнитных компонентов в методах ПЕМП, ДК, НП, ДИП (ДЭМП), СДВР наблюдаются индуктивные аномалии: над контактом двух сред максимум Нz расположен между максимумом и минимумом Hp; над проводящей рудной жилой получают максимум Hp, расположенный между максимумом и минимумом Hz, расстояние между которыми примерно равно удвоенной глубине залегания верхней кромки рудного тела (рис. 3.18). По данным многочастотных и многовременных наблюдений, в индуктивных методах можно оценить электропроводность проводящих объектов, создающих магнитные аномалии.

По максимумам на графиках и картах амплитуд электромагнитных волн в пьезоэлектрических методах (ПЭМ и МСЭП) (см. 3.3) кроме местоположения геологических объектов с повышенными пьезоэлектрическими модулями можно оценить расстояния до них (R). Для этого определяют скорость распространения упругой волны (v) и время прихода пьезоэлектрической (электромагнитной) волны (t) после возбуждения упругих колебаний. Расстояние от пункта возбуждения (ПВ) до верхней кромки пьезоэлектрического объекта равно: R = vt. Получив R из разных ПВ при профильной съемке, можно оконтурить разведываемый объект.

В целом количественная интерпретация электромагнитных профилирований — процесс сложный и неточный. Поэтому имеет смысл говорить лишь о полуколичественной интерпретации, главное в которой — определение эпицентра разведываемого объекта, т. е. площади, под которой он расположен, а также оценка формы и глубины его залегания.

Рис. 3.18. Результаты электромагнитного профилирования методом радиокип
на одном из рудных месторождений Северного Кавказа:

1 — андезиты; 2 — туфы; 3 — медноколчеданные руды; 4 — рыхлые отложения

3.4.4. Применение методов электромагнитного профилирования

Многообразие методов профилирования, основанных на различии электромагнитных свойств геологических объектов и используемых полей, приводит к тому, что эти методы находят различное геологическое применение.

Рассмотрим возможность отдельных методов профилирования. Метод естественного электрического поля (ЕП, или ПС) применяют:

1) при поисках и разведке сульфидных месторождений, антрацита, графита на глубинах до 300–500 м;

2) при геологическом и инженерно-геологическом картировании наносов небольшой мощности (первые десятки метров);

3) при выявлении мест утечек воды из рек, водохранилищ (по минимумам потенциалов) и подтока подземных вод (по максимумам потенциалов);

4) для изучения коррозии трубопроводов, других подземных металлических сооружений.

Электропрофилирование (ЭП) на постоянном и низкочастотном токе применяют для картировочно-поисковых исследований на глубинах до 500 м и, в частности, при выявлении крутозалегающих пластов, слоев. Его используют:

1) для изучения погребенных структур (антиклиналей, синклиналей, флексур, куполов, прогибов и т. п.);

2) при геологическом картировании контактов и фациально-литологическом расчленении пород;

3) для обнаружения и прослеживания разрывных нарушений (сбросов, надвигов, разломов);

4) при поисках и разведке рудных (сульфидные, полиметаллические, железорудные и др.) и нерудных (угольные, кварцевые и др.) ископаемых;

5) для решения таких инженерно-геологических задач, как картирование мерзлых пород и таликов, трещиноватых и закарстованных зон, переуглубленных долин;

6) при поисках обводненных зон, пресных и минерализованных вод.

Пример применения ЭП и ЕП приведен на рис. 3.19. Здесь по пересечениям графиков КС комбинированного электропрофилирования установками AMN (В → ∞) и MNB (А → ∞) выявлено тектоническое нарушение. К нему приурочены зоны сульфидной минерализации, наиболее крупные из них с потенциалами свыше ±100 мВ — визуально выделяются на плане изолиний ЕП (рис. 3.19 б).

Рис. 3.19. Выявление разрывного нарушения и определение мест
сульфидной минерализации (по Т. И. Багишовой, А. А. Борцовой):

а — план графиков КС методом комбинирования;
б — план изолиний метода естественного поля (ЕП)

Метод вызванных потенциалов (ВП) применяют:

1) при поисках и разведке металлических руд (в частности, сульфидных), а также графита, угля;

2) для решения задач геологического картирования и расчленения геологических разрезов, отличающихся от поляризуемости;

3) для выявления водонасыщенных пород, пресных и минерализованных вод, определения глубины залегания уровня подземных вод.

Метод ВП — один из эффективных методов рудной геофизики. Его используют для поисков и разведки как сплошных, так и вкрапленных и прожилково-вкрапленных руд. Однако аномалии ВП могут быть не над промышленной вкрапленностью руд, а за счет «зараженности» пород редкой вкрапленностью сульфидов, графита, угля, что затрудняет разведку перспективных залежей. В этом случае необходимо комплексировать метод ВП с другими геофизическими методами.

Методы переменного естественного электрического и магнитного поля (ПЕЭП и ПЕМП) используют главным образом для структурно-геологического картирования на глубинах до 500 м, т. е. выявления контактов, пластов, локальных объектов, зон тектонических нарушений, трещиноватости, обводненности, а также при поисках пластовых рудных и нерудных ископаемых.

Полевые индуктивные методы (НЧМ и МПП) в вариантах незаземленной петли (НП) применяют в основном для поисков и разведки хорошо проводящих массивных руд, залегающих на глубинах до 500 м. Варианты ДК и ДИП (ДЭМП) используют для геологического картирования и поисков рудных и нерудных объектов на меньшей глубине (до 100 м).

Аэроэлектроразведка низкочастотными (индуктивными) и особенно высокочастотными методами обладает меньшей глубинностью, чем те же полевые варианты. Обычно это первые десятки метров в дипольных вариантах (ДИП-А и АМПП) и первые сотни метров в ДК-А. Аэроэлектроразведку используют для геологического картирования и поисков проводящих руд.

Радиоволновые методы профилирования (СДВР, РЭМП) обладают очень малой глубинностью (до 10–30 м), и их применяют для решения задач геологического, инженерно-геологического и мерзлотного картирования, поисков рудных и нерудных ископаемых.

Сверхвысокочастотные методы вследствие высокого скин-эффекта обладают малой глубинностью в каждой точке (порядка 10 м). Однако благодаря большой обзорности они обеспечивают большую общую глубинность. При радиотепловой или инфракрасной съемке (РТС или ИКС) интенсивность измеренных полей зависит от тепловых и электромагнитных свойств, а также отражательной способности геологических сред, длины излучаемых радиоволн и состояния атмосферы. Наибольшее применение они находят для всепогодного картирования источников тепла; участков сейсмичности, тектонической, химической, гидротермальной активности; зон с разной влажностью и мерзлотными условиями и др.

В радиолокационном методе (РЛМ, или георадар) интенсивность отраженных сигналов зависит от ρ и ε верхнего (до 10–20 м) слоя пород. Наибольшее применение РЛМ находит при картировании контактов, складок, разломов, участков разной шероховатости (например, водных поверхностей, глыбового навала и т. п.). Методы РТС (ИКС) и РЛС применяют для геологического, геоморфологического, мерзлотно-гляциологического, почвенно-мелиоративного картирования.

Наземный вариант пьезоэлектрического метода (ПЭМ) применяют при выявлении и разведке пьезоэлектрически активных горных пород (хрусталеносных, кварцевых, пегматитовых, нефелинсодержащих и др.). К ним могут быть приурочены месторождения горного хрусталя, оптического кварца, слюды, нефелина, а также золота и некоторых рудных минералов. Глубинность разведки — 10–30 м. Метод МСЭП используют при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях.

Комплексирование методов профилирования. В зависимости от глубинности, решаемых задач и особенностей геоэлектрического разреза в сочетании с зондированиями, дающими опорную информацию, применяются один-два метода электромагнитного профилирования. Например, для изучения верхней части (до 10–20 м) геологической среды используют методы аэроэлектроразведки ДК, ДИП-А, РВП (СДВР-А) и полевые съемки СДВР, ДИП (ДЭМП), реже ЭП, ВП. Для малоглубинных (до 100 м) исследований в помощь геологическому, инженерно-геологическому и мерзлотному картированию и для поисков нерудных полезных ископаемых применяют воздушный и полевой варианты ДК, методы ПЕЭП, ПЕМП, ЕП, а чаще всего различные варианты ЭП. При этом контакты разных пород, массивные пласты или изометрические объекты лучше выявляются симметричными или градиентными установками, а тонкие пласты и линзы, особенно проводящие, целесообразно разведывать трехэлектродными или дипольными установками. При более глубинном картировании (до 500 м) используют методы ПЕЭП, ЭП, ЕП.

Поиски и разведку рудных полезных ископаемых на глубинах до 100 м проводят методами: НЧМ (ДК, ДИП, НП), МПП (ДИП-МПП), ЭП, ЕП, а на глубинах до 500 м — НЧМ (НП), МПП (НП-МПП), ВП, ЕП.

Эффективность электромагнитных профилирований определяется не только наличием благоприятных геоэлектрических условий и удачным выбором метода, но и достаточным количеством дополнительной геолого-геофизической информации. В частности, в зависимости от физических свойств пород их целесообразно выполнять совместно с магниторазведкой, терморазведкой или радиометрией. Для истолкования результатов электромагнитного профилирования нужны разного рода геологические разрезы и карты, которые, в свою очередь, уточняют после постановки электромагнитного профилирования.

3.4.5. Интерпретация и области применения подземных методов электроразведки

Как отмечалось в п. 3.3.3, подземные методы электроразведки отличаются узкоприкладными областями применения, а интерпретация результатов направлена на решение конкретных задач: изучение объемного строения пространств между горными выработками, с одной стороны, и между ними и земной поверхностью — с другой. Теория подземной электроразведки сложнее, чем профилирования и зондирования. Все это приводит к тому, что общих подходов к интерпретации, какие есть в методах зондирования и профилирования, здесь нет. Каждый метод отличается своими, как правило, полуколичественными приемами интерпретации для получения конечных результатов. Эти методы относятся к разведочным и сопровождают бурение и проходку горных выработок, поэтому они теснее других опираются на разного рода геологическую информацию. Наиболее близкими к подземным методам электроразведки являются сейсмоакустические просвечивания, ядерно-физические и термические методы, с которыми их целесообразно, а иногда и необходимо комплексировать.