Электромагнитные профилирования применяются для решения разнообразных геологических задач, связанных с картированием крутозалегающих (углы падения больше 10° - 20°) осадочных, магматических, метаморфических толщ, поисками и разведкой полезных ископаемых на глубинах до 500 м. Они используются при рекогносцировочных инженерно-геологических, мерзлотно-гляциологических, гидрогеологических, почвенно-мелиоративных и экологических исследованиях. Множество вариантов ЭМП определяется разнообразием используемых полей, методов и различием электромагнитных свойств горных пород и руд.

Подземно-скважинные методы электроразведки предназначены для изучения пространств между горными выработками, скважинами и земной поверхностью, т.е. для решения геологоразведочных задач в трехмерном объемном пространстве. В них применяются большинство электромагнитных зондирований и профилирований. Однако особенности измерений в горных выработках и скважинах требуют применения специальной аппаратуры, методики, теории и приемов интерпретации. Кроме того, благодаря возбуждению поля вблизи обнаруженных полезных ископаемых увеличиваются аномалии, которые ими обусловлены. Это позволяет выполнять просвечивание массивов горных пород. Подобные объемные исследования повышают глубинность и эффективность электроразведки на этапах детализационных исследований шахт и рудников для добычи твердых полезных ископаемых. Наибольшее применение они находят при разведке рудных месторождений - как при подготовке, так и в ходе их промышленной эксплуатации.

Из-за наличия множества методов электроразведки используются или создаются специально разнообразные комплекты аппаратуры и оборудования. Создаваемые и выпускаемые малосерийные приборы быстро устаревают и непрерывно совершенствуются в направлении увеличения числа одновременно регистрирующих каналов, компьютеризации измерений и обработки информации. Поэтому остановимся лишь на принципах устройства и назначения основных групп приборов. Для изучения небольших глубин (до 500 м) используются переносные приборы и оборудование. Разведка больших глубин (свыше 0,5 км) осуществляется с помощью электроразведочных станций (ЭРС). Ускоренное геологическое картирование и поиск полезных ископаемых на глубинах до 200 м выполняется с помощью аэроэлектроразведочных станций.

Для электроразведки небольших глубин с поверхности Земли и в горных выработках используются различного рода переносная аппаратура и оборудование, состоящие из ряда блоков, общей массой 20 - 100 кг. Переносная генераторно-измерительная аппаратура обычно приспособлена для работ одним-двумя методами. Она чаще всего имеет один-два канала измерения разностей потенциалов. Для работ на постоянном токе и низкой частоте (до 20 Гц) применяются комплекты, состоящие из генератора с аккумуляторным или батарейным питанием и микровольтметра.

При электромагнитных зондированиях больших глубин (до 10 км), когда необходимы мощные источники тока, а также при магнитотеллурических исследованиях применяются различные электроразведочные станции (ЭРС). Они смонтированы на одной или двух грузовых или легковых автомашинах. На одной автомашине, называемой генераторной группой, расположены один или два генератора постоянного тока напряжением до 1000 В при токе до 25 А, работающие от двигателя автомобиля. С помощью тиристорного коммутатора в питающую линию могут передаваться напряжения разных частот от 10-3 до 103 Гц. В генераторной группе установлены приборы для контроля, регулировки, измерения силы тока в питающих линиях. На второй автомашине, называемой измерительной или полевой лабораторией, расположена аппаратура, предназначенная для автоматической регистрации разностей потенциалов в аналоговой или цифровой форме (иногда она переносная). Обычно станции имеют 5 каналов, но иногда больше. В цифровых измерительных станциях имеются приборы для кодирования сигналов в цифровую форму, что обеспечивает возможность обработки информации с помощью персональных компьютеров.

Аэроэлектроразведочные станции - это сложные электронные установки, предназначенные для трех видов аэроэлектроразведки: 1) с наземной генераторной группой, питающей длинный кабель (до 30 км) током силою в несколько ампер, в интервале частот от 0,1 до 1 кГц, и расположенной на самолете или вертолете измерительной лаборатории, которая регистрирует напряженность магнитного поля этого кабеля; 2) односамолетный вариант с генераторной и измерительной установками, смонтированными на одном самолете или вертолете. С помощью петлевой генераторной антенны создается переменное поле, которое измеряется специальным магнитометром, установленным либо на том же летательном аппарате, либо в выносной гондоле; 3) двухсамолетный вариант, когда на одном самолете располагается генераторная группа с петлевой антенной, а на другом - измерительная лаборатория тоже с петлевой антенной.

Глава 5. Связи с другими научными дисциплинами

Являясь непосредственной частью геофизики, электроразведка тесно связана с геологией, физикой и математикой. Данные дисциплины предоставляют ей теорию, необходимую для решения прямых и обратных задач. С другой стороны, с помощью электроразведки становится возможным разработка новых месторождений, изучение земной коры, а так же некоторых геологических образований (ледники, оползни т.д.) С остальными дисциплинами, такими как: археология, инженерные и гидрогеологические изыскания, экология, эксплуатация магистральных трубопроводов, связь в «противоположном» порядке. Им предоставляются факты (замеры) и модели (профилирование, и т.д.).

Примеры связей электроразведки

Геология:

1)картирование, поиск и прослеживание геологических образований, минимально контрастных по удельному электрическому сопротивлению: разломов, контактов горных пород, тектонических зон дробления, кварцевых жил, околорудных изменений, рудных тел, структурно-литологических комплексов, благоприятных для локализации месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых и т.п.;

2)определение глубины залегания и мощности пологозалегающих пластов горных пород, исследование геологических структур на глубинах до первых десятков - сотен метров (в зависимости от общей геологической обстановки);

3)поиски и оценка запасов месторождений строительных материалов (гравия, песков, глин, известняков и т.д.)

Экология:

1)изучение территорий, загрязненных отходами специфического химического состава, в т. ч. нефтепродуктами;

2)определение зон фильтрации токсичных растворов из накопителей отходов;

3)выбор мест, благоприятных для захоронения токсичных отходов; мониторинг состояния мест захоронений;

Инженерные и гидрогеологические изыскания:

1)обследование участков под все виды строительства, а также выбираемых трасс под прокладку дорог и под строительство гидротехнических сооружений; мониторинг состояния дамб и плотин;

поиск и картирование водоносных пластов и продуктивных мест для организации водоснабжения

поиск, оконтуривание и прослеживание всех видов подземных инженерных сооружений и коммуникаций;