ELEMENTY GEOFIZYKIGeofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza

W. D ebskidebski@igf.edu.pl

Plan wykładuGeofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza

1. metoda elektryczno-oporowa

2. techniki elektromagnetyczne

3. grawimetria

4. techniki sejsmiczne

5. techniki otworowe

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 1

Metoda elektryczno-oporowa

Metoda elektrycznooporowa wykorzystuje zmiennosc prze-wodnictwa elektrycznego osrodka w zaleznosci od jego bu-dowy i ewentualnych zmian czasowych. Ma ona za zadanieodtworzyc przestrzenny (2D/3D) rozkład oporu elektrycznegow badanym obszarze. Ze wzgl edu na niskie koszty badanoraz duz a czułosc na obecnosc płynow, materiałow o dobrymprzewodnictwie znalazła szerokie zastosowanie w badaniachsrodowiskowych i geotechnicznych.

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 2

Metoda elektryczno-oporowa

Metoda wyst epuje w dwoch odmianach w zaleznosci od zas-tosowanego zasilania:

F metoda DC (pr ad stały)

F metoda AC (pr ad przemienny)

oraz w zaleznosci od prowadzonej eksploracji:

F sondowanie pionowe (VES)

F mapowanie elektrycznooporowe (tomografia)

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 3

Metoda elektryczno-oporowa

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 4

Metoda elektryczno-oporowa

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 5

Metoda elektryczno-oporowaprawo Ohma

∆V = I ·R

R = ρL

s

ρ - opornosc własciwa (Ωm)

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 6

Metoda elektryczno-oporowa

Potencjał elektryczny w osrodku jednorodnym od po-jedynczego zrodła pr adowego

V =Iρ

2πr

w przypadku obwodu zamkni etego

VAP (r) =Iρ

2π

(1

AP− 1

BP

)mierz ac VAP mozemy wyznaczyc ρ

ρ =2π

1AP − 1

BP

VAP

I

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 7

Metoda elektryczno-oporowaukład 4-elektrodowy

Ze wzgl edu na dokładnosc pomiarow stosuje si e technik ecztero-elektrodow a.

A, B - elektrody pr adowe

M, N - elektrody potencjalne

ρap =2π

k

VMN

IAB

gdzie czynnik geometryczny

k =1

AM− 1

BM− 1

AN+

1

BNρap jest mierzone w jednostkach Ω · m

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 8

Metoda elektryczno-oporowakonfiguracje elektrody

F Konfiguracja Wennera (elektrody w rownych odległosciach)

MA N B

a a a

ρap = 2πa

(VMN

IAB

)

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 9

Metoda elektryczno-oporowakonfiguracje elektrody

F Konfiguracja Schlumbergera (elektrody symetryczne wzgl edem srodka)

BNMA

L L2s

ρap =πL2

2s

(VMN

IAB

)

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 10

Metoda elektryczno-oporowakonfiguracje elektrody

F Konfiguracja dipol-dipol

B NMA

a a

na

ρap = πn(n+ 1)(n+ 2)a

(VMN

IAB

)

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 11

Metoda elektryczno-oporowapionowe sondowanie

Celem tego typu pomiarow jest zbadanie zmiennosci opornoscipozornej (ρap) wraz z gł ebokosci a. Uzywane do badania struk-tur płaskich, jak np. warstw sedymentacyjnych, okresleniapoziomu wod gruntowych, skał sztywnego podłoza, itp.Sondowanie polega na zwi ekszaniu rozstawu elektrod (np. A iB w konfiguracji Schlumbergera) przy ustalonym srodku son-dowania (MN). Wtedy wraz z wzrostem rozstawu sygnał reje-strowany jest sygnał od coraz gł ebszych warstw.

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 12

Metoda elektryczno-oporowaVES

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 13

Metoda elektryczno-oporowatomografia

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 14

Metoda elektryczno-oporowatomografia

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 15

Metody elektromagnetyczne

1. pomiary pola geomagnetycznego

2. pomiary magnetoteluryczne

3. indukcji EM

4. georadar

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 16

Pomiary magnetoteluryczne

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 17

Pomiary magnetoteluryczne

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 18

Pomiary EM

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 19

Pomiary EM

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 20

Georadar

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 21

Georadar

1. zakres cz estotliwosci: 20MHz - 4GHz

2. zasi eg od centymetrow do 30-50m

3. rozdzielczosc - silnie zalezna od gł ebokosci

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 22

Georadar

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 23

Georadar (archeologia)

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 24

Georadar

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 25

Grawimetria

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 26

Grawimetria

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 27

Sejsmika - podstawy

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 28

Sejsmika - poszukiwania

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 29

Sejsmika - poszukiwania

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 30

Sejsmika - poszukiwania

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 31

Sejsmika - poszukiwania

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 32

Sejsmika - poszukiwania

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 33

Geofizyka otworowa

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 34

Geofizyka otworowa

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 35

Pomiary naziemne

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 36

Pomiary lotnicze

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 37

Pomiary satelitane

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 38

Pomiary interferometryczne

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 39

Pomiary interferometryczne

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 40

Koniec

ELEMENTY GEOFIZYKI Geofizyka srodowiskowa i poszukiwawcza - 41