Файл: ОТЧЕТПО ВЕНЕВИТИНОВО.doc

1. КРАТКАЯ ОРОГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ И ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА ПРОВЕДЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ

База практики - учебно-научный полигон ВГУ Веневитиново находится на первой надпойменной террасе правого берега реки Усманки, примерно в 7 км к югу от ее впадения в реку Воронеж (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Район проведения практики

Усманка протекает с юга на север, сильно меандрируя и образуя широкую заболоченную пойму. Первая надпойменная терраса в районе базы практики покрыта смешанным лесом, через который проложены многочисленные дороги и прямолинейные просеки длиной 2-3 и более километров, образующие замкнутые полигоны, которые могут использоваться в качестве геофизических профилей при проведении практики. Абсолютные высоты местности колеблются в пределах  10 м вокруг отметки +100 м.

Животный мир района практики представлен лосями, оленями, косулями, дикими кабанами, волками и др. фауной. При проведении полевых работ следует соблюдать меры предосторожности, не забывая при этом о необходимости бережного отношения к природе.

Ближайшими от базы практики населенными пунктами являются деревня Маклок (2 км от базы), а также районный центр- поселок Рамонь (в 10 км) и поселок Дубовка, находящийся на расстоянии 9 км. Через последний проходит железнодорожная линия Москва-Ростов. Вокруг располагаются многочисленные базы отдыха. Областной центр- г. Воронеж находится в 40 км к юго-западу.

1.1 ЛИТОЛОГИЯ И СТРАТИГРАФИЯ.

КРАТКАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗРЕЗА

По результатам геолого-геофизических исследований скважины 11/89, пробуренной на базе практики, и данным наземных геофизических исследований, установлены следующие литолого-стратиграфическая и геофизическая характеристики разреза:

1. Верхний слой мощностью около 9 м представлен сухими несцементированными песками 1-ой надпойменной террасы р. Усманки (aQ_IV). Удельное электрическое сопротивление песков может изменяться в широких пределах от 600 до 3000 Омм в зависимости от абсолютных отметок и, следовательно, степени обводненности. Скорость распространения продольных сейсмических волн - порядка 400 м/с. Естественная радиоактивность - 3-4 мкР/ч. Этот слой чрезвычайно неоднороден по вещественному составу и обводненности и может проявляться на кривых _К ВЭЗ в виде 2-3 горизонтов, отличающихся по удельному сопротивлению в 3 и более раз.

2. Ниже залегают водонасыщенные мелко- и среднезернистые, заглинизированные в верхней части кварцевые пески кривоборской серии верхнего плиоцена (N₂³ kr). Мощность этих отложений составляет около 19 м. Их удельное сопротивление по сравнению с перекрывающими отложениями резко понижено - до 80-150 Омм, а скорость продольных волн возрастает до 1400-1600 м/с. Естественная радиоактивность - 3-5 мкР/ч.

3. Далее по разрезу залегают девонские отложения петинского горизонта (D₃ pt), представленные маломощным (до 1 м) пластом зеленовато-серых аргиллитоподобных глин, подстилаемых кварцевыми песчаниками с известковистым цементом мощностью - 2,4 м. Удельное сопротивление глин находится в пределах 10-20 Омм, песчаников- 300-500 Омм. Естественная радиоактивность глин достигает 8-10 мкР/ч, песчаников - 4-5 мкР/ч. Ввиду малой мощности, на кривых ВЭЗ эти слои, как правило, не отражаются. Однако слой петинских глин может служить достаточно надежным региональным геофизическим репером при корреляции геологических разрезов по данным геофизических исследований в скважинах.

4. Ниже по разрезу залегает относящаяся к семилукскому горизонту (D₃ sm) 30-метровая пачка слабоуплотненных глин и аргиллитов с прослоя­ми органогеннообломочных известняков. Отложения отличаются аномально низкими удельными электрическими сопротивлениями (15-25 Омм) и повышенными значениями пластовой скорости (V_Р= 2300 м/с). Их естественная радиоактивность - 10-14 мкР/ч. Эта пачка может выступать в качестве геофизического репера при корреляции разрезов между скважинами.

5. Залегающий далее верхнещигровский горизонт (D₃ šč) толстоплитчатых, крепких, пелитоморфных известняков имеет мощность около 15 м и может использоваться как надежный литологический и геофизический репер при наземных исследованиях. Для него характерны высокие значения пластовых скоростей (до 4000 м/с) и удельных электрических сопротивлений- до 400 Омм и более. Его естественная радиоактивность - 2-6 мкР/ч.

6. Ниже залегает пачка мощностью около 20 м, представленная переслаиванием алевролит-глинистых пород, песчаников и аргиллитоподобных глин чаплыгинской свиты (D₃ čp) имеющая пониженные скорости продольных сейсмических волн (до 1800-2000 м/с) и невысокие удельные сопротивления- 40-50 Омм. Эта пачка имеет весьма неоднородную, но, в целом, повышенную естественную радиоактивность- до 16-18 мкР/ч.

7. Терригенные отложения ястребовской (D₂ js), муллинской (D₂ ml), ардатовской (D₂ ar) и воробьевской (D₂ vb) свит, представленные в основном алевролит-глинистыми породами, аргиллитами с редкими прослоями песчаников, образуют комплекс пород общей мощность порядка 85 м. Для него характерны умеренные значения скоростей продольных сейсмических волн (около 3000 м/с) и удельных сопротивлений (70-80 Омм). Естественная радиоактивность пород находится на уровне 12-16 мкР/ч.

8. Пачка органогенно-обломочных известняков мосоловской свиты (D₂ ms) мощностью около 13 метров представляет собой базальный горизонт девона. По результатам наземных электроразведочных и сейсморазведочных работ эти породы практически неотделимы от пород кристаллического фундамента. Их удельное электрическое сопротивление и естественная радиоактивность, по данным геофизических исследований в скважинах (ГИС), весьма неоднородны и составляют величины порядка 50-200 Омм и 2-4 мкР/ч соответственно. Мощность отложений этой свиты к северу существенно увеличивается и в районе Рамони достигает 60 м.

9. В основании девона залегает маломощный (до 4 м) слой кварцевых грубозернистых песчаников относимый к морсовской свите (D₂ mr). По данным ГИС его удельное сопротивление около 20 Омм, а естественная радиоактивность- 2-5 мкР/ч.

10. Метаморфизованные и изверженные породы докембрийского фундамента (метаалевролиты, метапесчаники и пр.) характеризуются устойчиво высокими значениями сейсмических скоростей (до 5500-6000 м/с) и удельных электрических сопротивлений (до 1000 Омм и выше). Их естественная радиоактивность достигает 12-14 мкР/ч.

Рис. 1.2. Литологическая колонка по скважине 11/89

2. ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА.

2.0. ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ АППАРАТУРА

Аппаратура АНЧ-3

Аппаратура АНЧ-3 предназначена для измерения кажущегося сопро­тивления геоэлектрического разреза на низкой частоте (4,88 Гц). Она состоит из стационарного и переносного генераторов и измерителя.

Основные технические характеристики АНЧ-3

Рабочая частота, ГЦ…………………………………………………4,88

Максимальная сила тока стационарного генератора, А..……….…2

Максимальная сила тока переносного генератора, А………………0.1

Максимальное напряжение стационарного генератора, В………..350

Максимальное напряжение переносного генератора, В…………..250

Нестабильность фиксированных значений тока,%…..…………….1

Измеряемое напряжение, мВ…..……………………………..0.1-10000

Погрешность измерения напряжения, %…………………………….3

Масса стационарного генератора, кг…………………………………10

Масса переносного генератора, кг……………………………………6

Масса измерителя, кг………..………………..………………………3.5

Блок-схема генераторов и измерителя АНЧ-3 изображена на рис. 2.7.

Принцип действия переносного и стационарного генераторов одинаков, и определяется блок-схемой. Задающий генератор формирует прямоугольные разнополярные импульсы, управляющие коммутатором. Стабилизатор вырабатывает постоянный ток заданной величины. Коммутатор осуществляет коммутацию стабилизированного тока в соответствии с частотой и полярностью управляющих импульсов.

Рис.2.7. Блок-схема аппаратуры АНЧ-3

Форма тока, вырабатываемого генераторами, прямоугольная, двухполярная. Сила тока в нагрузке, подключаемой к клеммам AB, поддерживается постоянной на фиксированных значениях. Для переносного генератора стабилизация выходного тока осуществляется на значениях 10, 31.6, 100 мА при колебаниях сопротивления нагрузки в пределах 0.3-12 кОм. Выходные параметры стационарного генератора приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8

Если сопротивление нагрузки не удовлетворяет выбранному уровню стабилизации, то на передней панели генератора загорается и начинает мигать сигнальная индикаторная лампочка, при этом ток в нагрузку не подается. В этом случае следует выключить питание генератора, уменьшить величину тока в нагрузке и вновь включить питание генератора. Если ни на одном уровне стабилизации не достигается оптимальный режим работы генератора или величина тока не соответствует уровню измеряемого сигнала, то следует улучшить сопротивление нагрузки, например, увлажнив грунт вокруг питающих электродов.

Измеритель предназначен для измерения разности потенциалов между измерительными электродами MN, при прохождении в земле тока, стекающего с питающих заземлителей AB. Электронная схема измерителя питается от аккумулятора. Рабочее напряжение 14 - 17 В, которое контролируется с помощью стрелочного прибора при положении "КОНТР" тумблера "ПИТАНИЕ".

Основные проверки АНЧ-3

Подготовку прибора к работе начинали с проверки напряжения источника питания. Для этого устанавливали переключатели РАБОТА и КОНТР во включенное положение. При этом показание стрелочного прибора было не менее 70 делений шкалы. После проверки питания проводили калибровку измерителя. Кабелем соединяли клеммы "MN" измерителя с калиброванным сопротивлением генератора (клемма U_к). На генераторе устанавливали один из пределов стабилизированного тока. Переключателем измерителя ПРЕДЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ, мВ выбирали соответствующий предел измерений. После включения генератора и измерителя регулятором КАЛИБРОВКА, расположенном на лицевой панели измерителя, устанавливали стрелку прибора на риску 100 шкалы.

При калибровке корпус измерителя находился под потенциалом источника тока (генератора). Поэтому была обеспечена хорошая изоляция относительно земли. За счет магнитных потоков в корпусе возбуждаются электрические токи и через тело оператора возможна их утечка в землю, что может привести к искажению измеряемой величины.

Искажающее влияние оказывает электромагнитное поле питающей линии. Поэтому калибровку проводили при малых токах, включив в качестве нагрузки генератора резистор соответствующего номинала мощности.

Производство наблюдений с аппаратурой АНЧ-3

В процессе работы с аппаратурой АНЧ-3 не допускалось снижения напряжения аккумулятора переносного генератора ниже 25 В при номинальном напряжении 36 В и измерителя ниже 12 В при номинальной величине 17 В. Если напряжение аккумуляторов становилось ниже минимально допустимых значений, их заменяли вновь заряженными. Работу с генератором выполняли в следующей последовательности.

1. Проверяли омметром целостность линии АВ и подключали ее к выходным клеммам АВ генератора. Во избежание утечек тока через корпус генератор располагали в непосредственной близи от одного из питающих электродов и помещали на изоляционной подстилке (на резиновом коврике).

2. Переключатель «Питание» устанавливали в положение «Вкл.» и контролировали, чтобы стрелка указателя напряжения питания находилась в пределах красного сектора.

3. Если при включении питания не наблюдалось мигания индикаторной лампочки, последовательно переходили на соседние пределы, увеличивая ток в питающей линии. Выбирали такое значение тока, при котором уверенно фиксировалась разность потенциалов между измерительными электродами MN. При появлении мигания индикаторной лампочки выключали питание генератора, переходили на предыдущий предел (с более низкой величиной стабилизированного тока) и вновь включали питание генератора. Если при наименьшем значении тока наблюдалось мигание лампочки, это свидетельствовало о плохом заземлении питающей линии АВ. В этом случае либо увеличивали глубину погружения заземлителей, либо увлажняли грунт вокруг питающих электродов. Все перечисленные меры приводили к уменьшению переходного сопротивления заземлителей, чем достигался оптимальный режим работы генератора.

Работу с измерителем выполняли в следующей последовательности.

1. Проверяли напряжение источников питания. Для этого переключатели «Работа» и «Контроль» переводили во включенное положение. При этом показание стрелочного прибора должно быть не менее 70 делений шкалы.

2. Подключали линию MN ко входу измерителя. Если величина измеряемого сигнала была оценена заранее, например, по результатам измерений на соседних точках наблюдения, переключатели пределов и работа устанавливались в такое положение, чтобы стрелка прибора отклонилась не менее чем на треть шкалы. Если уровень ожидаемого сигнала был неизвестен, устанавливались указанные переключатели на самый грубый предел. Далее включали генератор, меняя положение переключателей «Работа» и «Пределы измерения», подбирали оптимальную чувствительность усилителя, записывали показания измерителя в рабочий журнал.

В заключение следует остановиться на одной из существенных подготовительных операций, какой является зарядка аккумуляторов переносного генератора и измерителя. Зарядка производилась от выпрямителя АНЧ-3 током 15010 мА. Продолжительность одного полного заряда 8-10 часов. В зависимости от используемого источника зарядного тока выпрямитель подключался к нему с помощью соответствующего разъема. Батарея аккумуляторов переносного генератора подключалась к разъему J₁, батареи аккумуляторов измерителей - к разъемам J_2а, J_2б, J_2в. Заряднный ток на каждом выходе устанавливалсяся с помощью соответствующих регуляторов тока.

Аппаратура "Теллур"

Комплект аппаратуры "Теллур" состоит из генератора TLG - 20 и милливольтметра TL - 01, работающих автономно.

Генератор TLG - 20.

В комплект генератора входят преобразователь и собственно генератор.

Преобразователь является вторичным источником тока и служит для преобразования постоянного напряжения аккумулятора (12 В) в постоянное напряжение 30-200 вольт, необходимых для формирования тока в линии АВ.

На лицевой панели преобразователя установлены:

• тумблер включения питания 12 В.

• переключатель " 30 - 200 В" для переключения выходного напряжения преобразователя;

• клеммы "12 В" для подключения источников постоянного напряжения;

• клеммы "30 - 200 В" - выход преобразователя.

Для работы необходимо было подключить преобразователь к источнику постоянного напряжения, установить переключателем необходимое напряжение и включить тумблер "ПИТ".

Генератор состоит из блока управления (БУ) и коммутатора, которые конструктивно объединены в одном. Блок-схема генератора приведена на рис 2.8.

Тумблер "ПИТ" на блоке управления не задействован, для включения генератора и блока управления достаточно было включить тумблер "ПИТ" на лицевой панели генератора.

Блок управления (БУ) задает режимы работы генератора и устанавливает длительности импульсов тока в питающей линии или частоту переменного тока. Он обеспечивает следующие режимы коммутации тока в линии АВ: