Электрическая разведка
Электри'ческая разве'дка, электроразведка, группа методов разведочной геофизики, основана на изучении естественных или искусственно возбуждаемых электрических и электромагнитных полей в земной коре. Физическая основа Э. р. — различие горных пород и руд по их удельному электрическому сопротивлению, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и другим свойствам.
Впервые Э. р. для поисков полезных ископаемых применили в конце 19 в. К. Барус (США) и Е. И. Рагозин (Россия). В 1912 К. Шлюмберже (Франция) разработал и практически использовал методы, основанный на исследовании постоянных электрических полей. В 1919—22 К. Лундберг и Х. Зундберг (Швеция) положили начало методам Э. р., изучающим переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в СССР выполнил в 1924 А. А. Петровский. При этом изучались естественные электрические поля, возникающие в результате электрохимических процессов, происходящих на контакте руды с вмещающими породами.
По характеру исследуемых электромагнитных полей методы Э. р. делятся на несколько групп.
Методы кажущегося сопротивления. Основаны на изучении постоянных электрических полей, создаваемых в земной коре двумя заземлёнными проводниками (заземлениями), подключенными к полюсам источника постоянного тока. Электрическое поле исследуется при помощи измерительной цепи, состоящей из двух заземлений и прибора для измерения разности потенциалов между этими заземлениями. Результаты измерений выражаются в виде т. н. кажущегося сопротивления, изменение которого даёт представление о геологическом строении исследуемой площади.
Методы электрохимической поляризации. Этими методами изучают электрические поля, возникающие вокруг рудных залежей, минерализованных зон и других геологических объектов вследствие их электрической поляризации. Причиной поляризации могут быть естественные электрохимические процессы, в которых участвует рудное тело (окисление, восстановление и др.), либо электрохимические процессы, искусственно вызванные пропускаемым током. По распределению потенциалов этого поля определяют наличие поляризующихся объектов и их положение. Основная область применения — поиски рудных месторождений.
Методы магнитотеллурического поля. С помощью этих методов исследуется переменная составляющая естественного электромагнитного поля Земли. Глубина проникновения магнитотеллурического поля в землю благодаря скин-эффекту зависит от его частоты, поэтому поведение низких частот поля (сотые и тысячные доли гц ) отражает строение земной коры на глубинах в несколько км, а более высоких частот (десятки и сотни гц ) — на глубинах в несколько десятков м. Исследование зависимости измеренных электрических и магнитных компонент поля от его частоты позволяет изучать геологическое строение исследуемой территории.
Методы электромагнитного зондирования позволяют изучать геологический разрез в вертикальном направлении. Измерения проводятся в одной и той же точке профиля при изменении расстояния между электродами (дистанционное зондирование) или изменении частот электромагнитного поля (частотное зондирование). Электромагнитные зондирования применяются главным образом для изучения полого залегающих геологических структур (в т. ч. благоприятных для скопления нефти и газа). Индуктивные (или электромагнитные) методы. При работе этими методами поле возбуждается индуктивным способом (незаземлёнными контурами с переменным током). См. Электромагнитная разведка . Радиоволновые методы основаны на изучении поглощения радиоволн при их распространении в горных породах. Основной радиоволновой метод — радиоволновое просвечивание, при котором в одной из скважин или горных выработок помещается радиопередатчик, а в соседних измеряется напряжённость электромагнитного поля. Хорошо проводящие рудные залежи, находящиеся в пространстве между скважинами или выработками, поглощают большей частью электромагнитного поля и создают в области измерений радиотень. По её положению и размерам устанавливают наличие рудных тел и их контуров. Изучение геологического строения приповерхностных частей геологического разреза (до глубин 20—30 м ) основано на использовании полей радиовещательной станций, распространяющихся вдоль поверхности земли и индуцирующих в проводящих объектах вторичные токи.
По характеру решаемых геологических задач выделяют рудную, структурную и инженерно-геологическую Э. р. Специфическая область применения — археология, гляциология и др. Существуют наземные, воздушные, скважинно-рудничные и морские модификации Э. р.
Электроразведочная аппаратура состоит из источников тока, источников электромагнитного поля и измерительных устройств. Источники тока — батареи сухих элементов, генераторы и аккумуляторы; источники поля — заземлённые на концах линии или незаземлённые контуры, питаемые постоянным или переменным током. Измерительные устройства состоят из входного преобразователя (датчика поля), системы промежуточных преобразователей сигнала, преобразовывающей сигнал для его регистрации и фильтрующей помехи, и выходного устройства, обеспечивающего измерение сигнала. Электроразведочная аппаратура, предназначенная для изучения геологического разреза на глубине, не превышающей 1—2 км, изготавливается в виде лёгких переносимых комплектов. Для изучения больших глубин применяются электроразведочные станции .
При первичной обработке результатов полевых наблюдений вычисляют кажущиеся сопротивления, потенциалы постоянных полей и др.; представляют их в виде графиков, карт, таблиц. В процессе дальнейшей геологической интерпретации проводится сравнение наблюдаемого поля с результатами теоретически рассчитанных моделей геологического разреза, используются сведения об электромагнитных свойствах пород, результаты работ другими методами.
Применение Э. р. позволяет удешевить и ускорить геологические исследования за счёт сокращения объёма дорогостоящих горно-проходческих и буровых работ. Развитие Э. р. связано с разработкой новых методов, увеличением исследуемой глубины земной коры и повышением степени надёжности получаемых результатов.
Лит: Заборовский А. И., Электроразведка, М., 1963; Якубовский Ю. В., Электроразведка, М., 1973; Якубовский Ю. В., Ляхов Л. Л., Электроразведка, 3 изд., М., 1974.
Ю. В. Якубовский.
Электри'ческая сепара'ция, разделение сыпучих тонкозернистых или измельченных полезных ископаемых и материалов (абразивы, промышленные отходы: и т. п.) в электрическом поле сепаратора . При Э. с. частицы в зависимости от электрических свойств, химического состава, размеров, плотности и т. п. получают различные электрические заряды и рассортировываются в бункера.
Методы Э. с.: электростатические (использующие различия в электропроводности, электризации трением, диэлектрической проницаемости, пироэлектрический эффект), коронные, трибоадгезионные, флюидизационно-электростатические и комбинированные (например, коронно-электростатические). При разделении по электропроводности хорошо проводящие частицы, соприкасаясь с электродом, получают одноимённый заряд и отталкиваются от электрода, а остальные практически не заряжаются. При трибоэлектростатических методах частицы заряжаются при распылении, ударе и трении о поверхность аппарата; разнородные частицы заряжаются одинаково по величине, но различно по знаку. При пироэлектрической сепарации нагретые смеси охлаждаются, соприкасаясь с холодным барабаном (электрод). Одни компоненты смеси поляризуются, а другие остаются незаряженными. Метод диэлектрической сепарации минеральных смесей основан на различии в траекториях частиц с различной диэлектрической проницаемостью в неоднородном электрическом поле. При коронной сепарации коронный разряд создается в воздухе между электродом в виде острия и заземлённым электродом (барабанном). Проводящие частицы отдают свои заряд заземлённому электроду. Трибоадгезионная сепарация основана на использовании явлений поляризации трением и адгезии (прилипания); исходные материалы разделяются на барабанных сепараторах в основном по размеру частиц и их химическому составу. При флюидизационно-электростатической сепарации в псевдосжиженном (кипящем) слое частицы заряжаются во время трения друг о друга и о стенки аппарата и разделяются при прохождении через электростатические поля, образованные сетчатыми электродами.
В СССР и за рубежом (США, Канада, Швеция и др.) получили распространение электростатические, коронные и трибоадгезионные методы Э. с. На электростатических сепараторах обогащаются материалы крупностью 1,2 (1,5)—0,05 мм, на коронных—до 8 мм (можно выделять фракции 50—0 мкм ), на трибоадгезионных классифицируются в любом диапазоне материалы до 5 мм (можно выделять фракции 20—0 мкм ), на флюидизационно-электростатических — в любом диапазоне порошки 100—0 мкм.
