Разведка геологическая. Геологическая разведка Что такое геологическая разведка география 6

Геологическая разведка

Скопления нефти и газа связаны с геологическим строением недр Земли, в связи с этим изучение этого строение и составление геологических карт регионов лежит в базе всœех методов поиска нефти и газа.

Геофизика - комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твёрдой Земли (земную кору,мантию

Жидкое внешнее и твёрдое внутреннее ядро), физику океанов, поверхностных вод суши (озёр, рек, льдов) и подземных вод, а также физику атмосферы(метеорологию, климатологию, аэрономию).

Разведочной геофизикой называют раздел геофизики, посвящённый изучению строения Земли с целью поиска и уточнения строения залежей полезных ископаемых, а также выявлению предпосылок для их образования. Разведочная геофизика проводится на суше, акватории морей, океанов и пресных водоемов, в скважинах, с воздуха и из космоса. Разведочная геофизика является важной составляющей геологоразведочного процесса благодаря высокой эффективности, надёжности, дешевизне и скорости проведения.

Геофизические методы исследований - это научно-прикладной раздел геофизики, предназначенный для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, инженерно-геологических, гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических и других изысканий и основанный на изучении естественных и искусственных полей Земли. Геофизика, находясь на стыке нескольких наук (геологии, физики, химии, математики, астрономии и географии), изучает происхождение и строение различных физических полей Земли и протекающих в ней и ближнем космосœе физических процессов. Предметом исследования научно-прикладных разделов геофизики является осадочный чехол, кристаллический фундамент, земная кора и верхняя мантия с общей глубиной до 100 км.

Общее число геофизических методов или модификаций превышает 100 и существуют различные их классификации. Методы ГИС отличаются большим разнообразием и используют ВСЕ ВИДЫ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ (электрические, электромагнитные, тепловые, ядерных излучений, гравитационные, механических напряжений). По используемым физическим полям Земли их подразделяют на гравиразведку, магниторазведку, электроразведку, сейсморазведку, ядерную геофизику и терморазведку, называемые также гравиметрическими, магнитными, электромагнитными, сейсмическими, ядерно-физическими и термическими геофизическими методами исследований. В первых двух используют естественные, а в остальных - естественные и искусственные физические поля Земли. К естественным (пассивным) физическим полям Земли относят гравитационное (поле тяготения), геомагнитное, электромагнитное (разной природы), сейсмическое (поле упругих колебаний в результате землетрясений), радиоактивное и термическое. К искусственным (активным) относят следующие физические поля: электрическое, электромагнитное, сейсмическое (поле упругих колебаний, вызванных искусственным путем), вторичных ядерных излучений, термическое (поле температур).

Каждое физическое поле определяется своими параметрами. К примеру, гравитационное поле характеризуют ускорением свободного падения g и вторыми производными потенциала, геомагнитное поле - полным вектором напряженности и различными его элементами, электромагнитное - векторами магнитной и электрической компонент, упругое - временем и скоростями распространения различных упругих волн, ядерно-физические - интенсивностями естественного и искусственно вызванных излучений, термическое - распределœением температур и тепловых потоков.

Принципиальная возможность проведения геологической разведки на базе изучения различных физических полей Земли определяется тем, что распределœение параметров полей на поверхности или в глубинœе Земли, в море, океане или в воздушной оболочке зависит не только от общего строения Земли и околоземного пространства, а также происхождения или способа создания полей, т. е. от нормального поля, но также и от неоднородностей геологической среды, создающих аномальные поля. Иными словами, геофизика служит для выявления аномалий физических полей, обусловленных неоднородностями геологического строения, связанных с изменением физических свойств и геометрических параметров слоев, геологических или техногенных объектов.

Геофизическая информация отражает физико-геологические неоднородности среды в плане, по глубинœе и во времени. При этом возникновение аномалий связано с тем, что объект поисков, называемый возмущающим, либо сам создает поля в силу естественных причин, к примеру, повышенной намагниченности, либо искажает искусственное поле вследствие различий физических свойств, к примеру, отражение упругих или электромагнитных волн от контактов разных толщ.

В случае если геологические и геохимические методы являются прямыми, методами близкого действия, основанными на непосредственном, точечном или локальном изучении минœерального, петрографического или геохимического состава вскрытых выработками пород, то геофизические методы являются косвенными, дальнодействующими, обеспечивающими равномерность, объёмный характер получаемой информации и практически неограниченную глубинность. При этом производительность геофизических работ значительно выше, а стоимость в несколько раз меньше по сравнению с разведкой с помощью неглубоких (до 100 м) и в сотни раз меньше при бурении глубоких (свыше 1 км) скважин. Повышая геологическую и экономическую эффективность изучения недр, геофизические методы исследования являются важнейшим направлением современной геологии.

Выявление геофизических аномалий - сложная техническая и математическая проблема, поскольку оно проводится на фоне не всœегда однородного и спокойного нормального поля, а среди разнообразных помех геологического, природного, техногенного характера (неоднородности верхней части геологической среды, неровности рельефа, космические, атмосферные, климатические, промышленные и другие помехи).

Измерив те или иные физические параметры по системам обычно параллельных профилей или маршрутов и выявив аномалии, можно судить о свойствах пород и о геологическом строении района исследований.

Получаемые аномалии определяются, прежде всœего, изменением физических свойств горных пород по площади и по глубинœе. К примеру, гравитационное поле зависит от изменения плотности пород; магнитное поле - магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности; электрическое и электромагнитное поля - от удельного электрического сопротивления пород, диэлектрической и магнитной проницаемости, электрохимической активности и поляризуемости; упругое поле - от скорости распространения различных типов волн, а последние, в свою очередь, - от плотности и упругих констант; ядерные - от естественной радиоактивности, гамма- и нейтронных свойств; термическое поле - от теплопроводности теплоемкости и др.

Физические свойства разных горных пород меняются иногда в небольших (к примеру, плотность - от 1 до 6 г/см3), а иногда в очень широких пределах (к примеру, удельное электрическое сопротивление-от 0,001 до 1015 Ом-м). Учитывая зависимость отцелого ряда физико-геологических факторов одна и та же порода может характеризоваться разными свойствами и, напротив - разные породы могут не различаться по некоторым свойствам. Изучение физических свойств горных пород и их связи с минœеральным и петрофизическим составом, а также водонефтегазонасыщенностью и является предметом исследований петрофизики.

Известны различные прикладные (целœевые) классификации геофизических методов. Региональные геофизические методы предназначены для внемасштабных глубинных исследований на глубинах до 100 км (глубинная геофизика), мелко-среднемасштабных структурных исследований на глубинах около 10 км (структурная геофизика) и крупномасштабных картировочно-поисковых съемок на глубинах до 2 км (картировочно-поисковая геофизика). К разведочной относят нефтегазовую, рудную, нерудную и угольную геофизику, применяемую для поисков и разведки месторождений соответствующих полезных ископаемых. Иногда региональную и нефтегазовую геофизику объединяют в структурную. Инженерно-гидрогеологическая геофизика объединяет методы, предназначенные для инженерно-геологических, мерзлотно-гляциологических, гидрогеологических, почвенно-мелиоративных и техногенных исследований. Под техногенной геофизикой понимают методы мониторинга, т. е. системы изучения, слежения и контроля за изменением состояния среды в результате деятельности человека (в том числе контроля загрязнения и экологической охраны подземных вод и геологической среды). Сюда же можно отнести методы изучения условий передачи энергии, коррозии металлических конструкций, поисков погребенных объектов, к примеру, археологических и др.
Размещено на реф.рф
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, возникнув как прикладные геологоразведочные, геофизические методы исследования находят применение и в других областях человеческой деятельности.

По месту проведения работ геофизические методы исследования подразделяют на следующие технологические комплексы: аэрокосмические (дистанционные), полевые (наземные), акваториальные (океанические, морские, речные), подземные (шахтно-рудничные) и геофизические исследования скважин (ГИС) или каротаж. Иногда дистанционные методы изучения поверхности и глубин Земли с помощью самолетов, вертолетов, искусственных спутников, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций не считают геофизическими, поскольку при этих работах преобладают съемки в видимом диапазоне спектра электромагнитных волн (фото- и телœевизионная съемки). При этом, кроме таких визуальных наблюдений, всœе чаще используют дистанционные методы невидимого диапазона электромагнитных волн: инфракрасные, радиолокационные (радарная и радиотепловая), радиоволновые, ядерные, магнитные и другие, которые являются сугубо геофизическими. Особое место занимают геофизические исследования скважин, отличающиеся от прочих геофизических методов специальной аппаратурой и техникой наблюдений и имеющие большое прикладное значение при документации разрезов скважин.

Верхние оболочки Земли являются предметом исследования не только геофизических методов, но и других наук: геологии со всœеми разделами, геохимии, географии и др.
Размещено на реф.рф
Геофизические методы исследования, базируясь на этих науках, являются, прежде всœего, геологическими. Вместе с тем, давая другим наукам о Земле всœевозможную информацию, они изменяют сам характер геологоразведочных работ.

Теория геофизических методов исследований - физико-математическая. Математическое моделирование, т. е. решение геофизических задач с помощью математики, настолько сложно, что здесь используют передовые ее достижения и самый высокий уровень компьютеризации. На геофизических задачах в немалой степени совершенствуется математический аппарат. Математическое решение прямой задачи геофизики, ᴛ.ᴇ. определœение параметров поля по известным свойствам и размерам геологических тел, хотя иногда очень сложно, но единственно. Вместе с тем, одно и то же распределœение параметров физического поля может соответствовать различным соотношениям физических свойств и размеров геологических объектов. Иными словами, математическое решение обратной задачи геофизики, т. е. определœение размеров геологических объектов и свойств слагающих их пород по наблюденному полю, не только значительно сложнее, но и, как правило, не единственно.

В процессе геолого-геофизических изысканий составляются следующие виды карт (кроме геологических профилей и схем корреляции):

– общих мощностей горизонта͵ которые обычно строят для изучения условий осадконокопления, палеотектонических особенностей и др.;

– эффективных мощностей горизонта (пласта), на которых показывают суммарные мощности только проницаемых прослоев-коллекторов. Эти карты применяют при подсчете запасов нефти и газа, проектировании и анализе разработки нефтяных залежей. Вместе с тем, исходя из практических задач, наряду с картой эффективной мощности строят карты эффективной нефтенасыщенной мощности пласта͵ на которой показывают лишь мощности пористых нефтенасыщенных пластов;

– распространения коллекторов или зональных интервалов, на базе которых оценивают прерывистость продуктивных пластов. Чаще всœего такие карты совмещают с картами эффективных мощностей;

– распространения зон слияния пластов, которые позволяют установить возможные зоны перетоков нефти или обводнения за счёт слияния с водоносным горизонтом;

– пористости и проницаемости, используемые для изучения характера и закономерностей изменения коллекторских свойств пластов. Эти карты составляют лишь в тех случаях, когда по залежи накоплен большой фактический материал, которым более или менее равномерно освещена вся площадь месторождения и если значения указанных параметров значительно изменяются по площади;

– геофизических параметров, характеризующих коллекторские свойства пластов.

Решение обратной задачи - это основное содержание интерпретации данных разведочной геофизики. Оно с достаточной точностью должна быть выполнено лишь тогда, когда кроме наблюденного поля из дополнительных источников получены сведения о свойствах пород, залегающих на глубинœе (к примеру, по данным геофизических измерений в скважинах или на образцах). Большей однозначности интерпретации в определœенных условиях можно добиться комплексным изучением нескольких полей.

Методика и аппаратура геофизических методов исследования основаны на использовании механики, электроники, автоматики, вычислительной техники, т. е. способы измерений - физико-технические. При этом современный уровень требований к аппаратуре очень высокий.

Эффективность разведочной геофизики при решении какой-либо задачи определяется правильным выбором метода (или комплекса методов), рациональной и высококачественной методикой и техникой проведения работ, качеством геофизической интерпретации и геологического истолкования результатов. Сложность геофизической интерпретации объясняется как неоднозначностью решения обратной задачи, так иногда и приближенностью самого решения. По этой причине из нескольких возможных вариантов интерпретации крайне важно выбирать наиболее достоверный, что можно сделать при использовании всœех сведений о физических свойствах пород района исследований, их литологии, тектоническом строении, гидрогеологических условиях. Иными словами, лишь при хорошем знании геологии района можно получить наиболее достоверное истолкование результатов геофизических методов исследований, что требует совместной работы геофизиков и геологов при интерпретации. Последнее, очевидно, невыполнимо, в случае если геофизики не имеют прочных знаний по геологическим дисциплинам и слабо знакомы с изучаемым районом, а геологи не разбираются в сущности и возможностях тех или иных методов геофизики.

Возрастание роли геофизики в связи с увеличением глубин и сложности разведки месторождений ведет не к замене геологических методов геофизическими, а к рациональному их сочетанию, широкому использованию всœеми геологами данных геофизики. Единство и взаимодействие геофизической и геологической информации - руководящий методологический принцип комплексирования наук о Земле. Объясняется это тем, что возможности каждого частного метода геологоразведки (съемки, бурения, проходки выработок, геофизики, геохимии и др.) ограничены.

Разведочная геофизика является сравнительно молодой наукой, сформировавшейся в 20-е годы XX века. При этом ее физико-математические основы заложены значительно раньше. Так же давно началось использование полей Земли в практических целях. Ранее других методов возникла магниторазведка. Первые сведения о применении компаса для разведки магнитных руд в Швеции относятся к 1640 ᴦ. Теория гравитационного поля Земли берет свое начало с 1687 ᴦ., когда И. Ньютон сформулировал закон всœемирного тяготения. Первыми работами по электроразведке являются наблюдения Р. Фокса (Великобритания) в 1830 ᴦ. естественной поляризации сульфидных залежей и Е.И. Рогозина, который в 1903 ᴦ. дал первое изложение основ этого метода.

Первыми магниторазведочными работами в России были съемки Курской магнитной аномалии (КМА) профессора МГУ Э.Е. Лейста в 1894 ᴦ., а в конце IX века - работы на Урале Д.И. Менделœеева и в районе Кривого Рога И.Т. Пассальского. Теоретические работы Э. Вихерта (Германия) и Б.Б. Голицына в начале XX века в области сейсмологии имели самое непосредственное отношение к созданию сейсморазведки. В 1919 ᴦ. были начаты магнитные исследования на КМА. Эти работы можно считать началом развития не только отечественной, но мировой разведочной геофизики. Сегодня по уровню теории и практическому использованию отечественная геофизика занимает передовые позиции в мире. Дальнейший рост минœерально-сырьевой базы страны, требующий разведки полезных ископаемых на всœе больших глубинах и в труднодоступных районах, а также расширение объёмов горнотехнических, инженерно-гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических, почвенномелиоративных, техногенных изысканий приведут к дальнейшему расширению применения геофизических методов исследований, их широкому комплексированию с другими методами, а значит, крайне важно сти их изучения различными специалистами.

Первый поисковый этап – геологическая разведка по сбору данных о геологическом строении с использованием не разрушающих недра методов. Широко применяют также различные геофизические методы (сейсморазведка на суше, магниторазведка с применением авиационной техники и космических аппаратов и др.) с целью воссоздать глубинное строение недр и найти предполагаемые нефтяные и газовые залежи.

Сейсморазведка - раздел разведочной геофизики, включающий методы изучения строения Земли, основанные на возбуждении и регистрации упругих волн. При сейсморазведкеизмеряют скорость распространения взрывной волны в толще горных пород на глубинœе исследований не более 2-3 км. Для возбуждения колебаний применяется взрывы зарядов тротила в неглубоких скважинах, а также долгое (вибрационное) или короткое (импульсное) ударное воздействие на горные породы. Взрывные источники наносят большой урон окружающей среде. Невзрывные источники могут использовать многократно в одной и той же точке, более управляемы, но гораздо слабее.

Породы земной коры различаются по упругим свойствам - модулю Юнга, коэффициенту Пуассона и плотности, что приводит к тому, что упругая волна распространяется в них с различной скоростью, а на границах сравнительно однородных пластов испытывает явления отражения, преломления и прохождения. Распространяясь в объёме горных пород, упругая волна попадает на границы раздела, изменяет направление и динамические свойства и образуются новые волны. Наличие резких границ раздела между пластами приводит к образованию вторичных волн, интенсивность которых зависит от контрастности границы по упругим свойствам. Чем сложнее строение изучаемой геологической среды, тем больше волн образуется на границах ее раздела. Образовавшиеся вторичные волны содержат информацию о строении и составе горных пород, через которые они проходят.

Для регистрации колебаний упругих волн применяют специальные устройства - сейсмоприемники, располагающиеся на пути следования волн и преобразующие колебания частиц почвы в электрический сигнал. Продольные (раньше изучали только эти волны) и поперченные волны этих упругих колебаний, отраженные от слоев горных пород (с различной плотностью и упругостью), регистрируются сейсмоприемниками (датчиками), которые располагаются по определœенной схеме на поверхности изучаемой территории. Получаемые зависимости объединяются в сейсмотрассы (графики колебаний), которые затем объединяются в сейсмограммы. Полученные данные в виде сейсмограмм затем обрабатываются на ПК, и на базе анализа полученных результатов составляется глубинная карта границ залегания тех или иных пород с различными свойствами, по которым можно предположить наличие нефтегазоносных залежей.

Методы сейсморазведки различают по типу используемых полезных волн, по стадии геологоразведочного процесса, по решаемым задачам, по способу получения данных, типу источника колебаний. Выделяют (наиболее важные):

· Метод отраженных волн (основан на выделœении волн, однократно отраженных от целœевой геологической границы; наиболее востребованный метод)

· Метод преломленных волн (ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу двух пластов под определœенным углом)

По размерности сейсморазведка различается на 1D, 2D и 3D варианты. Зависит от расстановки пунктов приема возбуждения и приема.

Магниторазведка позволяет изучать с помощью высокочувствительных магнитометров аномалии магнитного поля Земли, которые связаны с различиями магнитных свойств разных пород на глубинœе до 7 км. Такие найденные аномалии, измеряемые у поверхности Земли, позволяют предположить в ряде случаев существование в недрах складчатых структур или пластов плотных кристаллических пород в изучаемом районе. Замеченное снижение электрического сопротивления недр и служит косвенным признаком возможного скопления нефти и газа. Геомагнетизм исследует магнитное поле Земли (его источники и изменения на протяжении геологической истории Земли), а также магнитные свойства горных пород. Принято считать, что глобальное магнитное поле Земли обусловлено электрическими токами в жидком внешнем ядре, его напряженность изменяется с периодичностью от 100 до 10 000 лет, а полярность подвержена обращениям (инверсиям). Измерения интенсивности и направления намагниченности горных пород позволяют изучать происхождение и изменения во времени геомагнитного поля и служат ключевой информацией для развития теории тектоники плит и дрейфа материков. С целью поисков месторождений полезных ископаемых магниторазведка применяется в виде наземной, морской или аэромагнитной съёмки. Магнитная съемка проводится, как правило, по сети параллельных линий, или профилей. После ввода необходимых поправок строится карта магнитного поля в виде графиков или изолиний. На карте могут находится области с покойного поля и магнитные аномалии - локальные возмущения магнитного поля, вызванные неоднородностями магнитных свойств горных пород. Магниторазведка проводится с целью выявления аномалий как непосредственно связанных с полезным ископаемым, так и с контролирующими залежь тектоническими и стратиграфическими структурами.

Магниторазведка с успехом применяется при поисках желœезнорудных месторождений, где ее можно рассматривать как прямой метод поисков и где полученные данные могут использоваться для предварительной оценки запасов и качества руд. При поисках других полезных ископаемых магниторазведка как правило применяется в комплексе с другими геофизическими методами и решает в основном задачи геологического картирования.

Гравиразведка. Гравиразведкой или гравиметрией принято называть геофизический метод, изучающий изменение ускорения свободного падения в связи с изменением плотности геологических тел. Гравиметрическая разведка основана на изучении естественного поля силы тяжести на земной поверхности. Информация об элементах этого поля позволяет по распределœению в земной коре геологических тел различать плотности, устанавливать глубинное строение изучаемых площадей.

Физической основой метода является закон всœемирного тяготения Исаака Ньютона, в соответствии с которым разные по плотности горные породы создают различные изменения в гравитационном поле. Горные породы имеют определœенные и устойчивые плотностные характеристики, определœенные сочетания которых создают характерные гравитационные поля (аномальные поля). Интенсивность аномалий определяется контрастностью физических свойств, относительной глубиной объекта͵ уровнем помех (к ним относятся неоднородности верхней части геологической среды, неровности рельефа, космические, атмосферные, климатические, промышленные и др).

В результате гравиразведки рассчитываются аномалии силы тяжести, обусловленные теми или иными плотностными неоднородностями – прямая задача. Определœение местоположения, залегания, формы, размеров и плотности тел по известным аномалиям – обратная задача.

Первым этапом интерпретации результатов является качественная интерпретация – дается видуальное описание характера аномалий силы тяжести по картам и профилям. При этом отмечается форма аномалий, их простирание, примерные размеры, амплитуда. Устанавливается гравитационных аномалий с геологическим строением, выделяются региональные аномалии, связанные со строением земной коры, и локальные аномалии, представляющие разведочные интерес. Региональные аномалии связаны с глубинными аномалиями плотности, крупными структурами земной коры, поверхностью кристаллического фундамента и неоднородностью его состава. Локальные аномалии приурочены к антиклинальным, синклинальным структурам в осадочном чехле и фундаменте, залежам полезным ископаемых.

Гравиразведка активно применяется при региональном исследовании земной коры и верхней мантии, выявлении глубинных тектонических нарушений, поиске полезных ископаемых - преимущественно рудных, выделœении алмазоносных трубок взрыва. Гравиразведка позволяет изучать состав горных пород, и их положение в геологическом разрезе, к примеру для магматических с ростом основности возрастает концентрация желœезистых соединœений и плотность.

Для проведения гравиразведки применяются гравиметры, чувствительные приборы измеряющие ускорение свободного падения. Единицей измерения этой величины является Гал или более употребительный мГал. Крупные геологические тела характеризуются аномалиями в десятки и даже сотни мГал. В отечественной практике наиболее широко применяются кварцевые гравиметры ГНУ-КС и ГНУ-КВ.

Электроразведка – совокупность методов изучения строения земной коры и поисков месторождений полезных ископаемых, основанных на изучении естественных и искусственных электромагнитных полей; это геофизический метод, основанный на измерении удельного электрического сопротивления горных пород. Удельное электрическое сопротивление измеряют как по глубинœе в одной точке (вертикальное электромагнитное зондирование), так и по площади, получая карту сопротивлений (электропрофилирование).

Измерения УЭС пород происходит на поверхности. В землю втыкаются электроды, одни из которых приемные, а другие – питающие. С помощью специальной аппаратуры через питающие электроды подается ток, а на приемных электродах измеряется разность потенциалов. Показания записываются и впоследствии обрабатываются на компьютере.

Важно понимать, что каждому изучаемому геологическому разрезу соответствует его модель – геоэлектрический разрез, представляющий собой совокупность электрических и геометрических характеристик горных пород и руд, слагающих данный разрез. Исследования геологического разреза на глубину называются зондированием, а в горизонтальном направлении на определœенной глубинœе – профилированием.

Результатом вертикального электромагнитного зондирования являются геоэлектрические разрезы, на которых по показаниям сопротивлений выделяют литологические слои. При электропрофилировании основной целью является получение площадных данных, в связи с этим результатом электропрофилирования является карта сопротивлений.

Методы электроразведки позволяют изучать параметры геологического разреза, измеряя параметры постоянного электрического или переменного электромагнитного поля.

В электроразведке сейчас насчитывается свыше 50 различных методов и модфикаций, предназначенных как для глубинных исследований, так и для изучения верхней части разреза. Учитывая зависимость отпринципа исследования их можно разделить на следующие группы: методы сопротивлений (метод постоянного тока) и электромагнитные методы.

Методы сопротивлений основаны на пропускании в земле с помощью пары электродов известного постоянного тока и измерении напряжения, вызванного этим током, с помощью другой пары электродов. Зная ток и напряжение можно вычислить сопротивление, а с учетом конфигурации электродов можно установить к какой части подповерхностного пространства это сопротивление относится (вертикально электрическое зондирование – ВЭЗ, электропрофилирование – ЭП, метод заряженного тела - МЗТ). Данные методы, как правило, применяют при региональных, структурно-картировочных и разведочных исследованиях, когда ставятся задачи расчленения геологического разреза на слои и блоки, определœения последовательности залегания пластов и картирования тектонических структур.

Следующие методы электроразведки:

· Методы электрохимической поляризации (метод естественного поля – ЕП, метод внешнего поля - ВП)

· Магнитотеллурические методы (магнитотеллурическое зондирование – МТЗ, магнитотеллурическое профилирование – МТП)

· Индуктивные методы (низкочастотные индуктивные методы – НЧИМ, метод переходных процессов – МПП)

· Электромагнитные зондирования (зондирование становлением –ЗС, частотное зондирование – ЧЗ, дистанционные электромагнитные зондирования – ДЭМЗ)

· Радиоволновые методы (радиоволновое зондирование – РВЗ, радиоволновое профилироваие – РВП, георадар)

Геологическая разведка - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Геологическая разведка" 2017, 2018.

Разведка месторождений - сложный и многообразный научно-производственный процесс изучения с экономическим подходом, в котором используются те же методы, что и при поисках, но с большей детальностью и на более высоком качественном и технологическом уровнях. Поэтому основными методами разведки следует считать:

• - детальное геологическое картирование;
• - линейные подсечения тел полезных ископаемых системами буровых скважин и горных выработок;
• - геофизические исследования в горных выработках и скважинах;
• - геохимические и минералогические исследования;
• - инженерно-геологические;
• - геоэкологические исследования.

Отдельные виды исследований, проводимые при геолого-разведочных работах, можно отнести к дополнительным методам разведки. К ним относятся опробование разведочных выработок и скважин, построение разрезов и погоризонгальных планов по разведочным линейным подссчсниям, гак называемое графическое моделирование, а также оценочные сопоставления геолого-разведочных данных.

Детальное геологическое картирование выполняется на инструментальной графической основе: топографических планах поверхности в масштабе от 1: 10 000 до 1: 500 и маркшейдерских погоризонтальных планах масштаба 1: 1000 и 1: 500. Привязка обнажений, разведочных скважин и выработок на поверхности осуществляется с помощью теодолитных ходов и геометрического нивелирования, а пунктов наблюдений в подземных горных выработках - к маркшейдерским точкам теодолитных и вертикальной съемок. Составление детальных геологических карт, соответствующих указанному масштабу графической основы, приходится в основном на стадии предварительной разведки.

На геологическую карту наносят маркирующие горизонты и рудоносные формации пород, контуры рудных тел, элементы тектонических дислокаций, зоны гидротермальных метасоматических изменений пород. Рабочий вариант карты должен быть составлен на начальном этапе предварительной разведки, а затем дополняться и уточняться.

На последующих стадиях разведки проводят более детальные геологические съемки на базе маркшейдерских планов и составляют погоризонтальные геологические планы.

Линейные подсечения тел полезных ископаемых осуществляются либо разведочными системами буровых скважин, либо системами горно-разведочных выработок, либо комбинированными горнобуровыми системами. Ценной для разведки является геологическая и другая информация, получаемая в процессе проходки разведочных выработок и бурения скважин, а также они имеют определенное техническое назначение.

Число необходимых линейных подсечений определяется размерами тел и изменчивостью основных параметров, используемых в подсчете запасов. Оно должно быть оптимальным, обеспечивающим выполнение задач каждой стадии и соблюдение принципов разведки.

Геофизические исследования в скважинах и горных выработках являются универсальными по комплексу решаемых задач и высокоэффективными методами, применяемыми на всех разведочных стадиях. Они используются для корреляции геологических неоднородностей, в том числе рудных подсечений между разведочными выработками и скважинами, определения контуров продуктивных залежей в межскважинном пространстве, качества полезных ископаемых и других параметров для подсчета запасов и оценки прогнозных ресурсов.

Широко распространены и имеют важное значение геофизические исследования в скважинах, включающие каротаж и обычно сопровождающие его контрольные измерения за техническим состоянием скважин.

Каротаж основан на воздействии локальных естественных и искусственно вызванных физических полей внутри скважин на специальный зонд, в датчиках которого возникают сигналы, передающиеся по каротажному кабелю к регистрационным и обрабатывающим наземным приборам. Локальные естественные физические поля являются производными петрофизических свойств горных пород и руд, формы тел и структурных особенностей. Природа этих полей различная. Как видно на рис 4.2, для регистрации параметров электрического поля используют методы самопроизвольной поляризации (ПС) и кажущихся сопротивлений (КС). Радиоактивность пород в разрезе скважины

Рис. 4.2.

• 1 - песчаники; 2 - известняки; 3 - алевролиты и аргиллиты;
• 4 - углистые породы; 5 - каменный уголь

фиксирует гамма-каротаж (ГК); изменение вертикальной составляющей магнитного поля измеряется с помощью магнитного каротажа (МК), тепловой режим определяют проведением термического каротажа.

Искусственно возбуждаемые физические поля качественно моделируются с учетом состава пород проектного разреза и решаемых задач. Они применяются для регистрации количественных изменений заданных свойств по разрезу скважины. На моделировании ядерно- физических процессов базируются метод плотностного гамма-гамма-каротажа (ГГК-П), различные виды нейтронного каротажа - нейтронный гамма-каротаж (НГК), нейтрон-нейтронный каротаж (ННК) и др. На модели электрических потенциалов пород основан метод вызванной поляризации (ВН).

Полнота и достоверность определения геологических характеристик (состав и свойства пород и руд, их мощность и очертания контактов, структурные особенности) обеспечиваются комплексированием различных методов и видов каротажа.

В рудных скважинах универсальными стали методы магнитного, электрического и ядерно-физического каротажа. Комплексирование магнитного и электрического методов каротажа эффективно применять при разведке ликвационных сульфидных медно-никелевых, пегматитовых слюдоносных, пьезооптического кварца, скарновых магнети- товых, медных и полиметаллических, метаморфогенных железорудных и многих других месторождений. Особенно широко используется комплексирование методов электрического и ядсрно-физического каротажа при разведке месторождений легирующих, цветных, благородных, редких и радиоактивных металлов различных генетических и промышленных типов, а также месторождений угля.

Электрический каротаж угольных скважин позволяет коррелировать их разрезы, выявить пласты угля и оценить их мощность. Это тем более важно, что они могли быть не зафиксированы в керне. ГГК-С используют для оценки зольности углей.

Термический каротаж помогает изучить криологические условия в разрезе скважины; с помощью КС ПС, НГК и ННК расчленяют породы по пористости, проницаемости и водообилыюсти.

Кроме указанных видов также применяют гравитационный и сейсмоакустический каротаж. Первый основан на проявлении в поле силы тяжести влияния слабоконтрастных по плотности породных и полезных минеральных образований, второй - на скорости и затухании в них упругих волн.

Сейсморазведочные исследования нефтегазоносных залежей проводят на всех геолого-разведочных стадиях. Они применяются в варианте многократного профилирования по методу отраженных волн - общей глубинной точки (МОВ ОГТ). Высокоэффективны инновационные методики сейсмопрофилирования тонкослоистых толщ. При резко меняющихся параметрах по латсрали и вертикали используют объемную (трехмерную ЗД) сейсморазведочную модель.

К геофизическим исследованиям, контролирующим техническое состояние скважин, относятся инклинометрия и каверпометрия.

Инклинометрия служит для замера зенитных и азимутальных углов скважин. Отклонения от заданных углов называется, соответственно, зенитным и азимутальным искривлением.

Каверпометрия фиксирует фактический диаметр скважины по ее разрезу.

Геофизические исследования в горных выработках проводятся преимущественно радиометрическими методами. При разведке месторождений урана, шеелита, алмазов и битуминозных образований применяют люминесцентный метод. На различных стадиях разведки рудных месторождений используется метод радиоволнового просвечивания, позволяющий получить радиоволновую тень от рудных тел, залегающих между пьезооптическими датчиками.

Кроме того, применяются шахторудные и межскважинные методы подземной гравиразведки, магниторазведки, электромагнитной эмиссии, акустические (шумовой эмиссии) и сейсмоакустического просвечивания, а также метод измерения температур и инфракрасного излучения в шпурах, взрывных и горнопроходческих скважинах.

Геохимические исследования при разведке месторождений проводятся с целью определения вероятной глубины эрозионного среза, увязки рудопродуктивных зон в смежных разведочных линейных подсечениях, экстраполяции оруденения за их пределы, оценки рудоносности глубоких горизонтов. Эго достигается путем систематического отбора геохимических проб в горных выработках и по керну разведочных скважин, последующей обработки и проведения полуко- личественного спектрального анализа проб, с построением по результатам анализа первичных ореолов рассеяния.

Первичный ореол рассеяния представляет собой око- лорудную область пород, обогащенную в процессе рудоо- бразования элементами-индикаторами и спутниками оруденения. Первичные геохимические ореолы, образующиеся совместно с эндогенными месторождениями, называются эндогенными геохимическими ореолами. Для них характерна объемная зональность, выраженная в трех направлениях: продольном (по простиранию); поперечном (по мощности); по ширине (по падению). Зональность по направлению крутого падения называется вертикальной или осевой зональностью. Сущность вертикальной зональности заключается в избирательности элементов в определенных горизонтах месторождения.

Так, в верхних частях рудных месторождений концентрируются барий, серебро и свинец, образуя надрудпые ореолы рассеяния. На нижних горизонтах устанавливаются ореолы с подрудными элементами - медью, висмутом, кобальтом, молибденом, оловом и вольфрамом (рис. 4.3).

Рис. 4.3.

1 - граниты, гранодиориты; 2 - рудное тело; 3 - первичные ореолы рассеяния (надрудные - Pb, Ag, Ва, подрудные - W, Sn, Mo, Со, Bi, Си); 4 - тектоническая зона дробления, совпадающая с осью рудного тела; 5 - эродированное рудное тело; 6 - линия

палеорельефа

Анализ минерального и химического состава, размеров и особенностей зонального строения ореолов позволяет решать указанные выше задачи на различных стадиях разведки.

Минералогические исследования направлены на решение следующих задач:

• - определение полного минерального состава руд и око- лорудных метасоматитов, минеральных форм нахождения и пространственного размещения основных и сопутствующих полезных компонентов, полезных и вредных элементов-примесей;
• - выделение природных типов руд по особенностям их минерального состава, текстурам и структурам;
• - изучение минералогической зональности в дополнение к геохимической.

Инженерно-геологические и гидрогеологические исследования входят в группу основных видов геолого-разведочных работ и служат предметом и методом изучения специальных учебных дисциплин, таких как «Инженерная геология», «Гидрогеология» и других аналогичного профиля. Задачи, вытекающие из содержания этих дисциплин, применительно к методике разведки месторождений полезных ископаемых изложены в Инструкции ГКЗ }