YERNING ELEKTROMAGNET MAYDONI
YERNING ELEKTR OMAGNET MAYDONI REJA: 1. Elektromagnit maydonlar xaqida umumiy tushuncha. 2. Tabiiy, sun’iy, o‘zgarmas va o‘zgaruvchan, barqarorlashgan va barqarorlashmagan maydonlar to‘g‘risida tushuncha 3. Sun’iy maydonlarni hosil qilish usullari. 4. Normal va anomal elektromagnit maydonlar. 5. Yer sferalarining elektr xususiyatlari.
Elektromagnit maydonlar : 1) Barqaror maydonlar – ular bir sekunddan ortiq vaqt davomida mavjud bo‘ladilar. Ular o‘zgarmas va o‘zgaruvchan (garmonik yoki kvazigarmonik) bo‘ladi. O‘zgaruvchan maydonlarning chastotalari milligersdan (1mgs=10 -3 gs) petagersgacha (1Pgs=10 15 gs) bo‘lgan oraliqda yotishi mumkin. Barqaror o‘zgaruvchan maydonlar past chastotali (f<10 kgs) va yuqori chastotali (f>10 kgs) maydonlarga bo‘linadi. 2) Barqarorlashmagan maydonlar – impulsli; impulslarning davomiyligi mikrosekunddan 1 sekundgacha mavjud bo‘ladi. Gormonik (o‘zgaruvchan) maydonlarni infratovushli (f=16-20000 gs), radioto‘lqinli (f<3*10 5 Mgs megagers) – elektrorazvedkada o‘rganiladigan va mikroradio to‘lqinli (f=10 9 gegagers Ggs ga) termorazvedkada o‘rganiladigan maydonlarga ajratish mumkin. O‘zgaruvchan maydonlarning o‘lchaydigan parametrlari: elektr E va magnit N maydonlarning amplitudalari va fazalari (termorazvedkada esa – harorat T). Tabiiy maydonlarning keskinligi va tuzilishi tabiiy omillarga va tog‘ jinslarining elektromagnit xususiyatlariga bog‘liq. Sun’iy maydonlar jinslarining elektromagnit xossalariga, manbaning turi va quvatiga (keskinligiga) va qo‘zg‘atish usuliga bog‘liq.[1,(4.3)252bet] Maydonlarni ko‘zg‘atish usullari: a) galvanik usuli – erdagi maydon tokini erga elektrodlar – er tutashchilardan o‘tkazib qo‘zg‘atiladi; b) induktiv usuli – tok erga tutashmagan konturdan (halqa, ramka) o‘tkaziladi va induksiya hisobiga muhitda elektromagnit maydon hosil bo‘ladi; v) aralash usul - maydonni galvanik va induktiv qo‘zg‘atish usullarini birlashtiradi. Elektromagnit xossalarga solishtirma elektr qarshilik «ρ », unga teskarisi solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik γ= 1 ρ , elektrkimyoviy aktivlik « α », qutb lanish « η », dielektrik « ε » va magnit « μ » singdiruvchanlik va pezoelektrik moduli «d»
kiradi. Geologik muhitlarning elektromagnit xossalari va geometrik o‘lchamlari bilan geoelektrik kesimlar aniqlanadi. Muhitning ba’zi elektromagnit xossasi bo‘yicha bir jinsli geoelektrik kesimi normal geoelektrik kesim deb ataladi, bir jinsli emaslik – anomal geoelektrik kesim bo‘ladi. Elektrorazvedkaning qo‘llanilish ehtimolligi elektromagnit xossalari bo‘yicha tog‘ jinslarining bir-biridan farq qilishiga asoslangan.[1,(4.3.2.1)253bet] Elektrorazvedkaning o‘rganadigan chuqurligini o‘zgartirish uchun manbalar quvvati va maydonni qo‘zg‘atish usuli o‘zgartiriladi. Lekin, chuqurlikni distatsion va chastotali usullar yordamida o‘zgartirish ham mumkin. Distansion usulda maydon manbasi va o‘lchov nuqtalari orasidagi masofani o‘zgartirishga asoslangan (chuqurlikni orttirish uchun maydon manbasi va o‘lcham nuqtalari orasidagi masofa kengaytiriladi). CHastotali usuli skin – samaraga, ya’ni elektromagnit maydonni chuqurlikka o‘tishi chastotasiga bog‘liqligiga asoslangan. Elektromagnit maydon yarim fazoda tik pastga tarqalganda chastotasi qancha yuqori bo‘lsa yoki maydonni impulsli qo‘zg‘atish usulida tok o‘tkazish vaqti t kichik bo‘lsa maydonning amplitudasi shuncha tez kamayadi (so‘nadi). H chuqurlikdagi maydon amplitudasi er yuzasidagi qiymatiga nisbatan 1/e gacha (e=2,718, ya’ni 37% ga) kamayishi skin-qatlam qalinligi yoki elektromagnit to‘lqinning o‘tish chuqurligi deb ataladi. H=503 ,8.√ρ/f , bu erda ρ - solishtirma qarshilik, f - elektromagnit to‘lqinning chastotasi (gs). SHunday qilib, jinslarning solishtirma qarshiligi qancha katta, maydonning chastotasi qancha kichik yoki tebranish davri T= 1 f qancha katta va maydon tarqalish vaqti katta bo‘lsa, qidiruvning chuqurligi shuncha katta bo‘ladi. Elektrorazvedkada chuqurlik, bir necha o‘nlab km dan (infrapast chastotada) bir necha santimetrgacha (gegagerslar – mikroradioto‘lqin chastotada; tetragers 10 12гц - infraqizil chastotada) o‘zgaradi 1 . 1 Воскресенский Ю.Н. Полевая геофизика. М.: Недра, 2010-478 с.
Elektrorazvedkadagi qo‘llanadigan usular ishlatadigan maydon turlari bo‘yicha tasniflanadi: I. O‘zgarmas elektr tok usullari: 1) Qarshilik usullari - (elektroprofillash – EP, tik elektr azmoyishlash TEA, yoki vertikal elektr zondlash VE3 usullari); 2) Zaryadlash usuli (ZU). II. Fizik – kimyoviy jarayonlar sababli hosil bo‘lgan maydonlar usulari: 1) tabiiy elektr maydon TM ;2) undalgan potensiallar usuli (undalgan qutblanish usuli UP). III. O‘zgaruvchan past chastotali elektromagnit maydon usullari: 1) Magnitotellurik usullar. 2) Elektromagnit azmoyishlash (zondlash) usullari. 3) Induktiv usullar: past chastotali uzun kabel usuli - o‘tish jarayonlari usullari. IV . O‘zgaruvchan yuqori chastotali elektromagnit maydon usullari: 1) Radioto‘lqinlar usuli (radiokomparatsiya va pelegansiya usuli (radiokip) radioto‘lqinlar yoritish usuli). Agar, geometrik jism aniq bo‘lsa, unda Maksvell tenglamalar tizimidan chiqqan differensial tenglamalar yordamida va fizik holatlardan elektrorazvedkaning bir qator fizik – geologik modellari uchun to‘g‘ri masalalar echiladi (ya’ni madellar ustida maydonning u yoki bu komponentalariga analitik ifodalar topiladi). Agar, kuzatuvlar natijasida ushbu maydon koponentalari aniqlangan bo‘lsa, unda to‘g‘ri masalalar asosida elektrorazvedkaning teskari masalalari echiladi, ya’ni madelning parametrlari aniqlanadi. Tog‘ jinslarining elektromagnit hossalari. 1. Solishtirma elektr qarshilik ρ . Solishtirma elektr qarshilik ρ .- bir tomoni bir metrga teng bo‘lgan kubik jismning bir qirrasidan ikkinchi ro‘paradagi qirrasigacha o‘tayotgan elektr tokiga ko‘rsatgan qarshilikdir. R= ρ⋅l s , bundan ρ= R⋅s l |Oм ⋅м2 м |=|Oм ⋅м|, bu erda, R - qarshilik; l - o‘tkazgichning uzunligi; S - o‘tkazgichning ko‘ndalang kesim yuzasi.
сувМ,г/л Расм 23Har xil tog‘ jinslarda solishtirma elektr qarshilik juda keng oraliqda o‘zgaradi: 0,001 Omm dan (ba’zi 10 -5 Omm dan), sof tug‘ma metallarda 10 15 Omm gacha (slyuda, kvars, dala shpatlarda). Tog‘ jinslari elektron va ion o‘tkazgichlarga ajratiladilar. Elektron o‘tkazgichlarda zaryadlar erkin elektronlar orqali ko‘chiriladilar. Ion o‘tkazgichlarda elektr zaryadlar ionlar orqali ko‘chiriladilar. Bu ionlar tog‘ jinslarining g‘ovaklarini to‘ldirgan qorishmalarda joylashgan bo‘ladi. Birinchi guruhga sof tug‘ma metallar, sulfidlar, grafitlar, antratsitlar kiradi. Ikkinchi guruhga esa hamma boshqa qolgan jinslar kiradi. Solishtirma qarshilik ρ bo‘yicha jinslarni tasniflash mumkin: a) O‘tkazgichlar - ρ=10 −5−10 1Омм ; b) YArim o‘tkazgichlar - ρ=100 −10 7Омм ; v) Dielekriklar- ρ>10 8Омм . Jinslarning solishtirma qarshiligi quyidagi omillar bilan bog‘langan bo‘ladi: a) Jinslarning solishtirma qarshiligi, shu jinsni tashkil etgan minerllarning qarshiligiga bog‘liq. Ko‘p minerallarning qarshiligi juda katta, faqat sulfidlar, grafitlar va antratsitlar kichik qarshiliklarga ega. Jinsning qarshiligi tokni yaxshi o‘tkazuvchan minerallar miqdori ko‘payishi bilan kamayadi; b) Jinsning qarshiligi birinchi navbatda namlikka va suvning qarshiligiga bog‘liq bo‘ladi. Suvdagi eritilgan mineral tuzlarning konsentratsiyasi qancha ko‘p bo‘lsa, shu darajada uning qarshiligi kamayadi. Ko‘p minerallangan (M=10g/l) suvlarning elektr qarshiligi 1 Om.m atrofida bo‘ladi. Minerallanishi 1g/l gacha bo‘lgan suv bilan to‘yingan tog‘ jinslarining solishtirma qarshiligi 10-150 Om.m atrofida kuzatiladi. Solishtirma qarshilikni suvning minerallanishi bilan bog‘lanishini qo‘yidagi formula orqali ko‘rsatsa bo‘ladi (rasm 23): ρсув ≈ 8,4 /М ,