Применение методов сопротивлений и вызванной поляризации для изучения песчано-гравийных отложений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат наук Аношина Светлана Алексеевна

• Аношина Светлана Алексеевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Аношина Светлана Алексеевна

Введение

Глава 1. Обзор работ и материалов по теме диссертации

1.1. Методы сейсморазведки

1.2. Метод сопротивлений

1.3. Метод вызванной поляризации

1.4. Метод радиолокационного зондирования

1.5. Метод переходных процессов

1.6. Комплексные измерения

Глава 2. Объект исследования

2.1. Петрографический состав

2.2. Гранулометрический состав

2.3. Происхождение

2.4. Физические свойства песчано-гравийных отложений

2.5. Физическое моделирование месторождения песчано-гравийных смесей

2.6. Проведение петрофизических измерений на отложениях песчано-гравийных смесей в естественном залегании

2.7. Построение физико-геологической модели

Глава 3. Применение комплекса ВЭЗ-СВП для изучения песчано-гравийных месторождений

3.1. Методы исследования

3.2. "Сухие" месторождения

3.3. Частично-обводненные месторождения

Заключение

Список литературы

Перечень сокращений, условных обозначений и символов

ВП Вызванная поляризация

ВП-СГ Съемка методом сопротивлений и ВП установкой серединного градиента (ВП-СГ)

ВЭЗ Вертикальное электрическое зондирование

ВЭЗ-ВП Вертикальное электрическое зондирование с измерением вызванной поляризации

ДЭС Двойной электрический слой

ДФП Дифференциальный фазовый параметр

ИНФАЗ-ВП Индуктивный фазовый метод низкочастотной электроразведки с измерением вызванной поляризации

МПВ Метод преломленных волн

М1Ш Метод переходных процессов

МОВ-ОГТ Метод отраженных волн (метод общей глубинной точки)

ОГТ Общая глубинная точка

ПГМ Песчано-гравийные материалы

ПГО Песчано-гравийные отложения

ПГС Песчано-гравийные смеси

СВП Спектральная вызванная поляризация

СТ Сейсмотомография

УГВ Уровень грунтовых вод

УЭС Удельное электрическое сопротивление

ФГМ Физико-геологическая модель

ЭТ Электротомография

п Поляризуемость, %

Пк Кажущаяся поляризуемость, %

п ДФП Кажущаяся поляризуемость, рассчитанная по дифференциальному фазовому параметру %

Пт Поляризуемость, соответствующая поляризуемости в момент выключения тока

р Удельное электрическое сопротивление, Ом-м

Рк Кажущееся сопротивление, Ом-м

Т Временной параметр вызванной поляризации, с

С Степенной параметр вызванной поляризации

АТа Аномальное приращение полного вектора магнитного поля, нТл

X Магнитная восприимчивость, х10-5 ед. СИ

W Весовая влажность, %

W8 Диэлькометрическая влажность, %

Введение

Песчано-гравийные материалы относятся к полезным ископаемым многоцелевого назначения. Объемы добываемого сырья исчисляются млн тонн в год, опережая любую другую добывающую отрасль. Потребление песчано-гравийных смесей неумолимо растет (рис.1). При этом основным спросом пользуются гравий и щебень. В 2006 в России произведено около 300 млн м3 нерудных строительных материалов, а уже 2015 году одного только гравия и щебня - 263 млн м3 [Буткевич, 2006; Лапшин 2018]. На 2013 год в России с различной степенью детальности оценено более чем 2400 песчано-гравийных месторождений с суммарными запасами 10,9 млрд. м3 [Бекренев, 2013].

год

Рис.1. Диаграмма объемов производства нерудных строительных материалов в Российской Федерации (по данным «Российского статистического ежегодника)

с 1995 по 2017 гг. [Лапшин, 2018]

Песчано-гравийное сырье имеет широкое применение, около 55-60% приходится на дорожное строительство, 10-12% приходится на железнодорожные насыпи, остальная часть отводится на производство бетона и железобетонных изделий. Непосредственно природной ПГС используется около 10%. В основном для отсыпок, нивелировок и дамб, где нет строгих требований к качеству материала. Остальная часть рассеивается, крупная фракция подвергается

дроблению. Гравий отдельных фракций используют в качестве крупного заполнителя в бетонах и асфальтобетонах. Обогащенную песчано-гравийную смесь или гравий применяют в качестве балластных дорожных отсыпок, балластировки железнодорожных путей [Грибенюк, 2017, Лапшин, 2018].

Главное требование, предъявляемое к качеству ПГС — это петрографический состав обломков. Наибольший интерес представляют смеси, сложенные в основном стойкими, крепкими породами. К ним относятся магматические и метаморфические породы: граниты, диориты, габбро, пироксениты, кварциты, диабазы и др. Такой высокопрочный щебень из изверженных пород используется для высотного домостроения. Для основных строительных и дорожных задач щебень можно получать из гравия, входящего в состав природной ПГС [Грибенюк, 2017, Лапшин, 2018].

Не менее важным требованием является лещадность обломков, т.е. содержание слабых пластинчатых и игловатых частиц. Она зависит от марки ПГС и не должна превышать 50% по массе. Высококачественные песчано-гравийные смеси должны иметь лещадность не более 15 %, обязательно отсутствие в них органических примесей. Для большинства строительных объектов допустимо содержание зерен пластинчатой и игловатой формы в пределах 35%. Для песчано-гравийных смесей вредны примеси сульфидов и сульфатов, так как их наличие в породах снижает качество строительного бетона. По размерам (запасам) месторождения песчано-гравийного сырья подразделяются (в млн м3): очень крупные — более 30, крупные — 15-30, средние — 10-15, мелкие — 2-10, очень мелкие — менее 2 [Грибенюк, 2017].

Размещение разведанных запасов песка и гравия неравномерное. Это объясняется различным геологическим строением и неодинаковой степенью хозяйственного освоения отдельных регионов [Кучеров, 2004]. Основные запасы песчано-гравийных материалов (ПГМ) находятся в европейской части России

[Бекренев, 2013]. В эксплуатацию вовлечена примерно половина разведанных месторождений.

Большинство разведанных месторождений являются открытыми. Все выходы на поверхность изучены канавами и шурфами, расчистками и неглубокими скважинами с применением геофизических методов, позволяющих установить мощность и состав покровных отложений, морфологию, условия залегания тел и контуры размывов. Обязательным является изучение рельефа, выявление и обследование местных карьеров [Методические рекомендации, 2007].

Разведка на глубину производится скважинами, а также горными выработками для контроля данных бурения и отбора крупных технологических проб. Соотношение объемов горных работ и бурения, виды горных выработок, геометрия и плотность разведочной сети, методы и способы апробирования должны обеспечить возможность подсчета запасов на разведанном месторождении, по категории, соответствующей его сложности. Гидрогеологические исследования используют для изучения основных водоносных горизонтов, которые могут участвовать в обводнении месторождения, определении наиболее обводненных участков и решении вопросов дальнейшего использования карьерных вод [Методические рекомендации, 2007].

Постоянное использование песчано-гравийных смесей, а также рост объемов капитального и дорожного строительства в среднем на 10-15 % в год создает необходимость в поиске новых месторождений. Геофизические методы используются на этапе предварительных поисков, для того чтобы установить площадь распространения песчано-гравийных отложений, уточнить геологическое строение, стратиграфические особенности, форму, размеры толщи ПГС и оценить ресурсы полезного ископаемого (ПИ).

Актуальность темы исследования

Поскольку большая часть песчано-гравийных материалов применяется при строительстве, любая реализация крупных строительных проектов приводит к увеличению спроса на ПГМ. Например, высокие объемы потребления ПГМ в Южном федеральном округе связаны со строительством целого комплекса инфраструктурных объектов при подготовке к олимпийским играм в 2014 году. Строительство стадионов, а также других архитектурных и транспортных структур к чемпионату мира по футболу в 10 городах России привело к повышению среднего потребления ПГМ в несколько раз [Киюцина, 2013]. В настоящий момент от производства песчано-гравийных стройматериалов зависит успешность реализации минимум двух национальных проектов — «Безопасные и качественные автомобильные дороги» и «Жилье и городская среда». Как следует из подготовленного Минэкономики проекта доклада, потребление песка при реализации нацпроектов может вырасти к 2024 году на 42%, а щебня - на 44% [Крючкова, 2019]. Такое увеличение спроса на песчано-гравийные материалы создает предпосылки для разработки новых карьеров ПГС.

Поскольку песчано-гравийные смеси являются относительно дешевым, широко распространенным ПИ, при разработке нового месторождения руководствуются не только подсчитанными запасами сырья, но и доступностью и мобильностью транспортной схемы для дальнейшей переработки и использования. При этом наиболее крупные открытые месторождения уже введены в эксплуатацию, и все чаще приходится прибегать к поиску погребенных залежей.

Для поисков скрытых песчано-гравийных месторождений в России из геофизических методов в первую очередь используются вертикальные электрические зондирования, которые позволяют выделить высокоомные песчано-гравийные тела на фоне более проводящих вмещающих пород и оконтурить границы их распространения. Как правило, все дальнейшие детальные и оценочные

работы проводят путем бурения по сети скважин и сопровождающих горных выработок.

На сегодняшний день задачей геофизических исследований является не только оконтурить толщу песчано-гравийных отложений, но и получить дополнительную информацию о ее геологическом строении, полной или частичной обводненности, глинистости, а также петрографическом и гранулометрическом составе.

Степень разработанности темы исследования

Геофизические работы, направленные на поиск песчано-гравийных отложений, широко используются во всем мире. В нашей стране полевые исследования носят преимущественно производственный характер. Выполнением работ занимаются местные организации. Как правило, описание результатов можно найти только в отчетах, которые хранятся в региональных фондах. Зачастую материалы малоинформативные, отсутствуют выводы о проделанных работах и сопоставление с результатами бурения. Методика поисковых геофизических работ не развивается, используется подход, разработанный в 60-х годах прошлого столетия.

В зарубежной литературе геофизические исследования песчано-гравийных отложений освещены значительно шире. Существуют статьи, описывающие исследования песчано-гравийных месторождений как электроразведочными, так и сейсмическими методами [Kilnera и др., 2005; Chambers и др., 2009; Chambers и др., 2013; Beresnev и др., 2002; Bennet и др., 2009; Pellicer и др., 2011; Juhlin и др., 2000; Amaya и др., 2016 и многие другие]. Результаты полевых исследований описаны в главе

Однако основное число публикаций посвящено изучению петрофизических свойств песчаных отложений, таких как пористость, зернистость, влажность и глинистость, и их влияния на изменение геофизических параметров [Titov и др.,

2002; Slater и др., 2006; Комаров и др., 1980; Hupfer и др., 2016; Revil и др., 2010; Mojid и др., 2016; Гурин и др., 2013; Гурин, 2015 и многие другие].

Цели и задачи исследования

Цель работы - расширение возможностей геофизических методов при поиске песчано-гравийных месторождений с помощью метода СВП и повышение информативности электроразведочных данных за счет привлечения поляризационных параметров.

Задачи:

1. Проведение опытно-методических работ на месторождениях ПГС.

2. Оценка гранулометрического состава ПГО и установление его связи с поляризуемостью.

3. Определение влажности ПГО и установление связи влажности с сопротивлением и поляризуемостью.

4. Установление связи между петрографическим составом и частотно-временными параметрами ВП.

5. Сопоставление лабораторных измерений на образцах ПГС и результатов полевых исследований.

6. Проведение режимных измерений кажущегося сопротивления и кажущейся поляризуемости над искусственно созданной залежью ПГС.

7. Разделение аномалий ВП разной природы на основе данных двумерной инверсии.

Научная новизна исследования

На основе полевых и лабораторных измерений, а также математического моделирования показан высокий потенциал комплекса, состоящего из метода сопротивлений и СВП, для изучения месторождений ПГС.

Впервые в отечественной практике широко использован метод вызванной поляризации для поиска и изучения песчано-гравийных отложений. Установлена связь между аномалиями ВП и участками, обогащенными гравийной фракцией магматического состава.

Построены модели песчано-гравийной залежи с присутствием нескольких источников вызванной поляризации. На основе многочастотной инверсии ДФП в программе ZondRes2D проведено разделение аномалий ВП разного типа в пределах залежи ПГС.

Теоретическая и практическая значимость

Измерение вызванной поляризации в комплексе с методом сопротивлений делает возможным решение более сложных геологических задач при поисках и изучении месторождений ПГС. Измерения ВЭЗ-СВП, в отличие от традиционных ВЭЗ, позволяют выделять зоны повышенного содержания гравийно-галечной фракции, оценивать уровень грунтовых вод и повышают достоверность определения обводненной части месторождения при подсчете запасов или ресурсов на основе поляризационной модели. Дополнительная информация о строении, петрографическом и гранулометрическом составе песчано-гравийных отложений может существенно скорректировать и сократить объемы бурения и позволит выбирать наиболее перспективные места заложения карьера.

Методология и методы исследования

При написании диссертационной работы для математического моделирования и проведения двухмерной инверсии полевых данных

использовались современные сертифицированная программа «ZondRes2D» (Каминский А.Е.).

Полевые измерения методом спектральной вызванной поляризации на месторождениях ПГС в Калужской области проводились по методике ВЭЗ и электротомографии. При проведении измерений использовалась аппаратура производства ООО «Северо-Запад»: генератор тока «АСТРА-100», генератор тока "ВП-1000", многоканальный измеритель вызванной поляризации «ИМВП-8». Для проведения наземной магниторазведочной съемки использовался магнитометр POS (НИЛ квантовой магнитометрии УГТУ-УПИ).

Обработка результатов измерений методом СВП выполнялась в сертифицированной программе «Octopus» (Гераськин А.И., 2009).

Лабораторные измерения проводились также с помощью аппаратуры производства ООО «Северо-Запад»: генератора тока "SE-02", многофункционального электроразведочного измерителя «МЭРИ-24» и многоканального измерителя вызванной поляризации «ИМВП-8». Измерения методом электротомографии выполнялись с помощью комплекта аппаратуры Syscal Pro Switch 72 (Iris Instruments). Для измерения физических свойств в естественном залегании и при измерениях на образцах в лабораторных экспериментах использовалась следующая аппаратура: рентгенофлуоресцентный анализатор «X-MET 5000» (Oxford Instruments), каппаметр КТ-10 (Terraplus) и влагомер МГ4З (СКБ Стройприбор).

Степень достоверности и достаточность апробации

Все представленные в работе результаты получены автором с помощью современного высокоточного сертифицированного геофизического оборудования. Полученные результаты не противоречат данным, представленным в независимых источниках по данной тематике.

Основные положения диссертационной работы докладывались на различных научных конференциях и семинарах: Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2016» и «Ломоносов-2017», Международная геолого-геофизическая конференция и выставка: «Современные технологии изучения и освоения недр Евразии» ГеоЕвразия-2018, ГеоЕвразия-2019, ГеоЕвразия-2020, Международная школа-семинар по вызванной поляризации (V International Workshop on Induced Polarization, Newark, USA, 2018), 14-ая ежегодная научно-практическая конференция и выставка "Инженерная и рудная геофизика 2018", Алматы, Казахстан, 16-ая ежегодная научно-практическая конференция и выставка «Инженерная и рудная геофизика 2020», Пермь, Россия.

По теме диссертации опубликовано 6 работ в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science, Scopus, RSCI, а также в изданиях, рекомендованных для защиты в диссертационном совете МГУ по специальности.

Фактический материал и личный вклад автора

Все материалы для диссертационного исследования получены в ходе учебных, учебно-научных и факультативных практик, а также при проведении поисковых и разведочных работ на ПГС в Калужской области. Автор принимал непосредственное участие в полевых работах, обработке и интерпретации материалов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение методов сопротивлений и вызванной поляризации для изучения песчано-гравийных отложений»

Структура работы

Диссертация содержит список сокращений, введение, три главы, заключение, список литературы из 86 наименований, состоит из 119 страниц текста, 49 иллюстраций и 1 таблицы.

Защищаемые положения

1. Песчано-гравийные отложения, обогащенные гравием магматического и метаморфического происхождения, создают аномалии вызванной поляризации.

Причиной высоких значений поляризуемости являются электронопроводящие включения, которые лучше сохраняются в гравийно-галечном материале.

2. Уровень аномалий ВП, связанных с песчано-гравийными отложениями, составляет не более одного градуса по дифференциальному фазовому параметру (первые проценты) и зависит в первую очередь от петрографического состава гравия, а не от его процентного содержания. На частотную характеристику ДФП оказывает влияние глинистость, влагонасыщенность и гранулометрический состав отложений.

3. Над частично обводненными залежами ПГС могут фиксироваться аномалии ВП трех типов - связанные с зоной частичного водонасыщения над УГВ, с электронопроводящими включениями в гравийной фракции, с токами смещения в зоне аэрации. Для разделения аномалий разной природы необходимо проведение измерений ДФП в широком спектре частот с последующей многочастотной инверсией.

Благодарности

Автор выражает искреннюю признательность д. г.-м. н. Куликову Виктору Александровичу за научное руководство и помощь на всех этапах выполнения диссертации, а также возможность участвовать в учебно-научных практиках.

Автор благодарен к. ф.-м. н. Яковлеву Андрею Георгиевичу за возможность использования геофизической аппаратурой, а также возможность участвовать в учебно-научных практиках.

Автор глубоко признателен сотрудникам кафедры геофизических методов исследования земной коры и кафедры сейсмометрии за активное содействие в сборе и подготовке материалов. Особую благодарность хотелось бы выразить Паленову Андрею Юрьевичу, к. ф.-м. н. Бобачеву Алексею Анатольевичу, Турчкову Алексею Михайловичу за участие в полевых и камеральных работах.

Автор выражает признательность старшему преподавателю кафедры литологии и морской геологии Косорукову Владимиру Леонидовичу, за геологическую консультацию, предоставленную на этапе подготовки диссертации и помощь в определении минерального состава песчано-гравийных отложений, а также д. г.-м. н. Алексееву Александру Сергеевичу и д. г.-м.н. Лаврушину Юрию Александровичу за геологическую консультацию, предоставленную на этапе интерпретации, для понимания строения ледниковых отложений.

Автор выражает благодарность к. г.-м. н. Соловьевой Анастасии Вадимовне за помощь и наставничество в вопросах обработки данных СВП и проведении лабораторных геофизических измерений.

Особую признательность автор выражает Зайцеву Сергею Владимировичу и Марии Олеговне Щербатых за поддержку на всех этапах написания диссертации, а также активное участие в полевых и камеральных работах.

Глава 1. Обзор работ и материалов по теме диссертации

Геофизические исследования могут проводиться на разных этапах геологоразведочных работ. Начиная с 1930-х годов и до начала 21 века практически единственным методом для поиска ПГС оставались вертикальные электрические зондирования. Однако развитие электроразведки и инженерной сейсморазведки привело к появлению других технологий, которые также используются в настоящее время. Ниже приведена краткая характеристика методов, применяющихся для поисков ПГС на территории России и за рубежом.

1.1. Методы сейсморазведки

Среди сейсмических методов в первую очередь распространение получили метод преломленных волн и сейсмотомография. Это объясняется относительной простотой выделения преломленных и рефрагированных волн, регистрируемых в первых вступлениях.

При решении структурно-геологических задач, таких как разделение разных литологических фаций и выделение тектонических нарушений, используется МОВ-ОГТ, разрешающая способность и точность структурных построений которого существенно выше, чем при использовании МПВ или СТ. При выборе методики работ руководствуются необходимой детальностью изучения по площади и глубине, а также получением качественных данных, т.е. возможностью подавления волн-помех на этапе получения или обработки сейсмических записей [Яковлев, 2011].

Методы МПВ и МОВ позволяют определить подошву песчано-гравийных тел, латеральные и глубинные изменения залежей, а также положение уровня грунтовых вод. Разрешающая способность методов достигает нескольких метров. При глубинности исследований более 20 м предпочтительно использовать МОВ-ОГТ. При наличии дополнительной априорной информации можно различать отложения с низкой и высокой глинистостью и оценивать прочностные свойства

песчано-гравийных отложений [Juhlin и др., 2000; Lucius и др, 2006]. Кроме того, скорость прохождения сейсмических волн зависит от гранулометрического состава песчано-гравийной смеси. При увеличении содержания гравийно-галечной фракции скорость прохождения продольных волн падает (рис. 1.1). Таким образом, сейсморазведочные методы позволяют получить информацию о содержании крупнообломочного материала в полезной толще [URL: http://industrial-wood.ru/dobycha-i-pererabotka/10242-ekspluatacionnaya-razvedka-peschano-graviynyh-mestorozhdeniy.html (дата обращения 2019)].

600 680 760 840 920 1000

Рис. 1.1. График зависимости скорости прохождения сейсмической волны от содержания гравийно-галечной фракции в ПГС [URL:http://industrial-wood.ru/dobycha-i-pererabotka/10242-ekspluatacionnaya-razvedka-peschano-graviynyh-mestorozhdeniy.html (дата обращения 2019)]

Литологические разности хорошо выделяются на разрезах МОВ-ОГТ. В работе Jorgensen и др. описаны результаты геофизических исследований методами МПП и МОВ, проведенных в Дании, для изучения геологического строения четвертичных погребенных долин. С помощью метода отраженных волн авторам удается успешно выделить границы как между четвертичными и подстилающими их отложениями, так и структурные элементы в пределах четвертичной толщи (рис. 1.2). Глины, илы и пески выделяются как когерентные отражения низкой амплитуды, гравийно-галечные отложения представляют более сложные волнистые оси синфазности на разрезах. Эрозионным поверхностям соответствуют высокоамплитудные когерентные отражения [Jorgensen, 2003].

ю с

Рис. 1.2. Глубинный разрез, полученный над отложениями погребенной долины с наложенным результатом Ю МПП и литологическими колонками. Синим контуром выделена граница между четвертичными отложениями и палеозойскими глинами, оранжевым - три этажа погребенной долины

[Jorgensen, 2003]

Ледниковые отложения зачастую отличаются сложным строением, восстановить которое затруднительно. Для корректного определения строения структур необходимо проводить трехмерные измерения [Siahkoohi и др., 1998]. Результаты таких исследований характеризуются высокой детальностью данных изучаемого куба и могут внести существенный вклад в понимание и оценку инженерных, экономических и гидрогеологических параметров среды.

На этапе бурения разведочных скважин может быть также выполнено вертикальное сейсмопрофилирование (ВСП). Используя литологическую и стратиграфическую информацию, полученную из скважин, совместно с информацией о сейсмических скоростях по данным ВСП можно уточнить строение толщи ПГС [Jorgensen, 2003].

В отечественной литературе данные о результатах проведения сейсморазведочных работ для поиска ПГС практически не представлены. Подобные работы проводились в рамках научной деятельности [Куликов и др., 2018, Павловская, 2018].

Стоит отметить, что сейсморазведочные методы имеют существенные недостатки, такие как уязвимость от шума дороги и индустриальных построек,

вблизи которых, как правило, проводятся поиски месторождений. Однако, несмотря на это ограничение, а также на повышенную стоимость по сравнению с электроразведочными методами, сейсмические методы остаются альтернативными методами для поиска песчано-гравийных месторождений в условиях, когда песчано-гравийные тела перекрыты проводящими отложениями, вследствие чего использование георадара становится неэффективным, а метод сопротивлений не дает требуемой детальности.

1.2. Метод сопротивлений

Различные модификации метода сопротивлений традиционно используются для поиска ПГС, поскольку позволяют выделить песчано-гравийные отложения, характеризующиеся высоким удельным электрическим сопротивлением, на фоне более проводящих вмещающих пород.

По данным Российского геологического фонда на территории РФ основным методом поиска ПГС являются вертикальные электрические зондирования по поисковой и детализированной сети и проведение бурения поисковых скважин в пределах выявленных высокоомных зон.

Профили наблюдений располагают таким образом, чтобы пересечь известные зоны распространения межморенных и надморенных водно-ледниковых отложений, аллювиальных отложений пойменных и надпойменных террас, или на ранее выявленных локальных высокоомных аномалиях. К тому же, как правило, профили ВЭЗ приурочены, к сети существующих шоссейных, грунтовых и полевых дорог. Направление разносов питающей линии АВ на каждой точке ВЭЗ определяется в зависимости от рельефа местности, характера речной сети, наличия разного рода строений и ограждений вблизи населенных пунктов. При детальных работах профили наблюдений располагаются вкрест простирания перспективных аномальных зон.

Известны примеры проведения поисковых работ в несколько этапов. Предварительно могут быть выполнены измерения электропрофилирования, а также магниторазведка для оконтуривания наиболее перспективных участков. На следующем этапе проводятся ВЭЗ для определения глубины залегания и мощности песчано-гравийных отложений. Для более достоверной интерпретации геофизических данных производятся петрофизические исследования физико-механических свойств [Копылов, 2006].

В настоящее время вместо ВЭЗ все чаще используется электротомография, которая позволяет детально изучать разрез и проводить двумерную инверсию. В зарубежной литературе представлены многочисленные публикации использования метода ЭТ для изучения песчано-гравийных отложений. Березнёв, Hurby и Davis изучая ледниковые песчаные отложения в штате Айова, США в 2002 году использовали 24-электродную установку для электроразведочных работ на песчано-гравийных отложениях. В своих исследованиях они делают вывод о том, что контраст по удельному электрическому сопротивлению ПГС и вмещающих пород не зависит от водонасыщенности, при условии, что насыщение происходит равномерно по всему разрезу. Второе важное заключение было сделано авторами после проведения заверочного бурения на локальной аномалии УЭС, которое показало, что грубообломочный материал состоит в основном из мягкого песчаника, не подходящего для обслуживания дорог. Таким образом, метод сопротивлений является хорошим показателем наличия грубообломочного материала, однако, по уровню УЭС невозможно определить петрографический состав, который характеризует качество и экономическую ценность отложений. [Beresnev, Hurby, Davis, 2002].

Использование двумерной инверсии по результатам данных электротомографии, а также скважинных данных позволяет точно восстановить поверхность коренных пород и мощность песчано-гравийных отложений (рис. 1.3). В работах J.E. Chambers и др. представлено использование технологии 3D

электротомографии. По результатам съемки и с учетом априорной информации по скважинам была построена трехмерная модель песчано-гравийной залежи, оценены запасы ПИ. Авторы отмечают экономическую эффективность использования электротомографии [J.E. Chambers и др., 2013].

ркОм-м

■■■■■■■■ IBM ■■■■■■■

19 51 136 361 959 254 7 5749

19 51 136 961 959 2547 5749

Рис. 1.3. 3D модель удельного электрического сопротивления, построенная по результатам электротомографии. (Белым пунктиром показана предполагаемая кровля подстилающих пород) [J.E. Chambers и др., 2013].

1.3. Метод вызванной поляризации

Некоторыми исследователями было отмечено, что измерение вызванной поляризации эффективно при изучении песчано-гравийных отложений, а именно при определении обводненной части ПГС и разделении литологических разностей. [Amaya и др., 2016, Рыжов и Шевнин, 2014, Gazoty и др., 2012].

При изучении песчано-гравийных отложений аллювиального происхождения в Боливии Amaya и др. прослеживают четкую корреляцию между увеличением значений нормализованной поляризуемости и глинистости отложений [Amaya и др., 2016]. К таким же выводам приходят Gazoty и др. при проведении измерений ВП во временной области в Дании, на полигоне промышленных отходов, сложенном песчаными отложениями. Результаты

проведенных исследований показывают, что использование комплекса ЭТ-ВП является более эффективным при изучении строения песчаных отложений по сравнению с электротомографией [Gazoty и др., 2012]. Для эффективного использования комплекса ЭТ-ВП необходимо привлекать априорную информацию и дополнительно проводить геофизические исследования в скважинах, для корректной интерпретации наземных данных [Amaya и др., 2016].

1.4. Метод радиолокационного зондирования

Георадар — относительно новый метод, разработанный в 70-х годах прошлого столетия, который основан на излучении коротких импульсов (<10 мкс), которые проникают в Землю и отражаются от слоев с разными электромагнитными свойствами. В результате радиолокационного зондирования определяется время прихода сигналов, отраженных от слоев с разными УЭС и диэлектрической проницаемостью. Использование в георадарах излучателей с разными частотами обеспечивает разное соотношение между разрешающей способностью и глубиной проникновения сигнала.

К преимуществам георадара относится высокая производительность и разрешающая способность. Метод хорошо зарекомендовал себя при решении инженерно-геологических, гидрологических и археологических задач. Однако глубинность георадиолокационных исследований редко превышает 15-20 м. Главным ограничением для метода является наличие в разрезе проводящих структур, где происходит затухание электромагнитных волн. Поэтому преимущественно георадар используют на высокоомных разрезах, где глубинность составляет десятки метров.

Поскольку песчано-гравийные смеси высоким удельным электрическим сопротивлением, георадар нашел свое применение при их изучении [Родионов и др., 2016; Pasanen, 2009]. Метод способен обеспечить высокую чувствительность к изменениям состава и состояния среды. Наиболее распространенной причиной отражений является изменение содержания воды, при котором меняется объемная

диэлектрическая проницаемость. Изменения водонасыщения связаны с осадочными структурами, литологией, размером зерен и пористостью.

При применении георадара появляется возможность составить детальную карту поверхности, с указанием месторождений, их объемов, расположением границ и уровня грунтовых вод. При использовании низкочастотных георадарных антенн удается выявлять мощность песчано-гравийных отложений, а при благоприятных условиях проводить фациальное разделение толщи, выделять границы геологических разностей с разными электрическими свойствами [Bennett и др., 2009]. На основе трехмерной георадарной съемки становиться возможным построение поверхностей кровли и подошвы разных литологических разностей [Heinz и др., 2003; Asprion и др., 1999].

Характерным пример георадиолокационного зондирования являются результаты, представленные в работах Jeffrey E. Lucius и др., проведенные на песчано-гравийных отложениях в США [Jeffrey E. Lucius и др., 2006]. На полученном по георадарным данным временном разрезе отчетливо видна граница между песчано-гравийными отложениями с большим содержанием гальки и валунов и вышележащими косослоистыми песками (рис. 1.4).

О 10 20 40 50 60

дистанция, м

Рис. 1.4. Интерпретация данных георадара (нижнее изображение), полученных вблизи активного песчано-гравийного карьера (верхнее изображение).

Отражения гиперболической формы вблизи левой стороны радиолокационного изображения происходят от крупных булыжников и валунов, аналогичных тем, которые видны в левой нижней части верхнего

изображения [Lucius и др., 2006].

Успех применения георадара зависит от конкретного месторождения, поскольку основным фактором, ограничивающим глубинность, является проводимость разреза. Если месторождение перекрыто глинами, для эффективного использования георадара, необходимо проводить вскрышные работы, кроме того, если в песчано-гравийных отложениях содержаться проводящие линзы глин и суглинков, эффективность метода заметно снижается. Другим фактором, ограничивающим применение георадиолокационного зондирования, является

рассеяние энергии электромагнитных волн из-за больших валунов. Для того чтобы этого избежать, используют низкочастотные антенны.

Использование разночастотных сигналов позволяет получить волновую картину разной детальности (рис. 1.5). Сравнение разрезов, полученных с помощью антенн разной частоты, приведено в работах Bennett и др. [Bennett и др., 2009].

А 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 п

■_,_,_,_._._,_,_,_._, Дистанция, |

Рис. 1.5. Результаты георадарной съемки, полученные с использованием 250МГц антенны (A) и 100 МГц (B). [Bennett и др., 2009].

С привлечением дополнительной информации, такой как бурение и шурфовое опробование, значительно повышается информативность результатов данных георадара. По характеру поведения волнового поля можно разделять георадарные образы или георадарные фации, которые соотносятся с различными литотипами (рис. 1.6). Пескам соответствуют выдержанные оси синфазности с четко проявленной слоистой структурой. Над гравийными отложениями оси синфазности прерываются, присутствует много дифрагированных волн от локальных объектов - включений гальки и валунов [Родионов и др., 2017; Bayer и

др., 2011].

Рис. 1.6. Георадарные образы, присутствующие на радарограммах: слева -пески наклонного залегания; справа - пески с включением гальки и гравия

[Родионов и др., 2017]

Таким образом, по данным георадара в разрезе удается разделить зоны, сложенными разными литологическими типами и устанавливать четкие границы между ними [РаБапеп и др., 2009]. Такая интерпретация георадарных данных позволяет полностью изучить разрез и выделить структуры, которые могли быть пропущены в скважинах или горных выработках (рис. 1.7)[Родионов и др., 2017].

□ 1 СЦ2 СИЗ_;*

I I I I I I I

0 50 100 150 200 250 300 350 Пк,м

Рис. 1.7. Георадарный профиль: 1 - пески наклонного залегания; 2 - пески косого залегания; 3- ПГС, 4 - суглинки; 5 - коренные породы. Легенда буровых колонок: 1 - тонкозернистый песок, 2- мелкозернистый песок с галькой, 3 -

суглинок.

Из-за ограниченной глубинности георадиолокационного зондирования его часто используют в комплексе с методом сопротивлений. Данные георадара и ВЭЗ характеризуют пространственное распределение разных геоэлектрических свойств: диэлектрической проницаемости и УЭС. Использование комплексной информации о геоэлектрических свойствах пород, а также преимущества обоих методов позволяют создать достаточно точную геоэлектрическую модель, отражающую геологическое строение с максимальной детальностью [Глазунов, 2009]. С помощью ВЭЗ или электротомографии оконтуривается песчано-гравийная толща, устанавливается граница с подстилающими отложениями, георадар

позволяет детально изучить ее внутреннее строение, в том числе разделить отложения по гранулометрическому составу. С привлечением информации из скважин и геоморфологических данных совместное использование ВЭЗ и георадара позволяет восстановить ход и характер осадконакопления [Pellicer и др., 2011].

Таким образом, георадар зарекомендовал себя как простой и быстрый метод с высокой разрешающей способностью, который помогает снизить затраты на проведение классических методов обследования пород, существенно сэкономить на процессе геологических исследований и вследствие этого снизить себестоимость добываемых полезных ископаемых.

1.5. Метод переходных процессов

В зарубежной литературе есть примеры использования метода переходных процессов для изучения песчано-гравийных отложений. В основном, МПП используют для определения площади распространения ПГС. По сравнению с методом сопротивлений зондирование становлением поля имеет ряд преимуществ, позволяет проводить измерения быстрее и получать информации с больших глубин, не требуя заземления электродов. Однако, отсутствия из-за вертикальных токов в песчано-гравийном грунте и как следствие слабого вторичного магнитного поля чувствительность метода переходных процессов к высокоомным объектам значительно ниже по сравнению с методом сопротивлений.

Как и метод сопротивлений, МПП позволяет определять границу между песчано-гравийными отложениями и вмещающими породами, и положение УГВ. К ограничениям метода можно отнести наличие металлического мусора и ЛЭП на площади поисков. Часто метод переходных процессов используют совместно с методом сопротивлений или методом отраженных волн. Комплексные исследования методами МПП и ЭТ проводились для изучения горизонта подземных вод в песчано-гравийных отложениях в Восточной Англии [И^г и др., 2005]. МПП в этом исследовании используется для определения

крупномасштабных латеральных изменений в литологии и определения сети профилей электротомографии, а с помощью метода сопротивлений проводятся детальные исследования для определения выдержанности водопроницаемых пластов по вертикали и их положение во всем разрезе.

Другим примером применения метода МПП для изучения песчано-гравийных отложений являются исследования, проведенные в Дании, направленные на изучение погребенных долин четвертичного возраста. Отложения долин, представленные преимущественно обломочным песчано-гравийным материалом, залегают на неогеновых глинах. Яркий контраст сопротивлений позволяет с помощью метода переходных процессов определять мощность ПГС и распространение по латерали, и намечать положение профилей МОВ-ОГТ для детальных исследований [Jorgensen, 2003].

1.6. Комплексные измерения

Все описанные выше геофизические методы, несомненно, имеют как явные преимущества, так и ограничения использования. Для наиболее детального исследования месторождений, понимания его геологического строения, условий залеганий и фациального разделения используют комплексные исследования, включающие как несколько разных геофизических методов (например, ВЭЗ и Георадар, или ЭТ и МПП, или ЭТ и СТ), так и привлечение геологических данных, информации из скважин, а также оценки петрофизических свойств образцов керна [Heinz и др., 2003]. Из-за ограничений электроразведочные и сейсморазведочные методы могут давать неоднозначные результаты. Используя комплексный подход, удается получить наиболее полную геолого-геофизическую модель изучаемой среды. Тем не менее, поскольку объект изучения, как правило, находится на глубине до 50 м, и относительно недорогие заверочные работы бурением или горными выработками происходят практически сразу после получения геофизических результатов, в основном для поисковых работ используют более быстрые и более дешевые электроразведочные методы.

Глава 2. Объект исследования

Объектом исследования являются песчано-гравийные отложения четвертичного возраста, залегающие на небольшой глубине (до 50 м). В естественном залегании ПГС представляют собой сложную систему, состоящую из обломочного материала разной зернистости и влажности. Главной особенностью такой системы является ярко выраженная изменчивость в горизонтальном и вертикальном направлении, что создает большие трудности при ее изучении любыми, в том числе и геофизическими методами [Огильви, 1990]. Для того чтобы понять, как изменяется среда и как разные параметры влияют на ее отражение в геофизических полях, необходимо изучить петрофизические свойства, гранулометрический и петрографический состав песчано-гравийных смесей, а также их взаимосвязь.

Песчаные породы получили наибольшее распространение среди обломочных осадочных образований. К ним относятся породы, состоящие на 50% и более из частиц размером 0,1-1 мм. Среди них встречаются рыхлые образования, называемые песками, и сцементированные — песчаниками. Песчано-гравийные отложения представляют собой смесь песка и гравия с разной степенью окатанности зерен - обломков минералов и горных пород. К песчано-гравийному сырью относятся смеси, содержащие не менее 10% гравийных фракций и не менее 5% песчаных. Форма обломков зерен зависит от продолжительности транспортировки, размера, механической и химической устойчивости.

Минералого-петрографический состав, соотношение различных по крупности фракций, содержание алевритовых, пелитовых, органических и других примесей, физико-механические и другие свойства определяют возможность и рациональное направление использования песков и гравия в той или иной области промышленности в природном или обогащенном (отмытом, классифицированном, фракционированном) виде.

2.1. Петрографический состав

Главными породообразующими минералами песчаных пород являются: кварц, калиевые полевые шпаты, слюды (мусковит, биотит), халцедон, глауконит, кислые плагиоклазы, каолинит, гидрослюды. Кроме того, могут присутствовать обломки изверженных, метаморфических пород. В песчаных породах в незначительном количестве содержатся акцессорные минералы, выраженные гранатом, турмалином, цирконом, рутилом, ставролитом, дистеном, монацитом. Рудные непрозрачные минералы - магнетит, ильменит, гематит, пирит, марказит, лейкоксен составляют первые проценты. Значительную роль играют постгенетические минералы, такие как регенерационные кварц, микроклин, ортоклаз, плагиоклазы, а также новообразования кальцита, доломита, халцедона, каолинита, гидрослюд, альбита, оксидов и сульфидов железа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аношина Светлана Алексеевна, 2020 год

Список литературы

1. Агеев В.В. Изучение вызванной поляризации в широком диапазоне времен / В.В. Агеев, Б.С. Светов, А.С Амиантов. // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2006. - №2. - с.10-12.

2. Агеев В.В. Изучение мерзлых разрезов Якутии с помощью зондирования становлением поля в ближней зоне и вертикального электрического зондирования методом вызванной поляризации / В.В. Агеев, Д.В. Агеев // Инженерная геология. - 2017. - №2. - с.64-69.

3. Алексеев А.С. Геологическое строение участка «Александровка» / А.С. Алексеев, С.М. Шик, П.Б. Кабанов - М.: МГУ. - 1996.

4. Бекренев И.В. Динамика развития нерудной промышленности Московской области / И.В. Бекренев // Журнал современных строительных технологий "Красная линия" Сер. Нерудная промышленность, 2013. - №74. - с.14-19.

5. Бобачев А.А. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации / А.А., Бобачев А.А.Горбунов, И.Н. Модин, В.А. Шевнин // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2006. - № 2. - с. 14-17.

6. Большаков В.А. Использование методов магнетизма горных пород при изучении новейших отложений / В.А. Большаков - М.: Геос, 1996. - 187 с.

7. Буткевич Г.Р. Промышленность нерудных строительных материалов. Современное состояние и особенности / Г.Р. Буткевич // Горная промышленность. - 2006. - №. 6. - С. 58-61.

8. Вахромеев Г.С. Моделирование в разведочной геофизике / Г. С. Вахромеев, А. Ю. Давыденко - Москва, Недра, 1978. - 192 с.

9. Глазунов В.В. Георадиолокационные исследования верхней части геологического разреза и инженерных сооружений / В.В. Глазунов Н.Н Ефимова // Записки горного университета. - 2009. - Т.183 - с.231-234.

10. Грибенюк В.М. Применение горных пород и минералов в производстве строительных материалов / В.М. Грибенюк, Ю.Н. Кошевой - Учебное пособие издательство Уральского университета, Екатеринбург, 2017. - 100 с.

11. Гурин Г.В. Оценка объемного содержания электронопроводящих минералов по данным метода вызванной поляризации / Г.В. Гурин, А.В. Тарасов, Ю.Т. Ильин, К.В. Титов // Вестн. С.-Петерб. ун-та, Сер. 7 - 2014. - Вып. 1. - с.4-19.

12. Гурин Г.В. Спектральная характеристика вызванной поляризации вкрапленных руд: диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук: 25.00.10 / Гурин Григорий Владимирович - Спб., 2015. - 132 с.

13. Дахнов В.Н. Электрическая разведка нефтяных и газовых месторождений/ В. Н. Дахнов - Л.: Гостоптехиздат, 1951. - 428 с.

14. Добрынин В.М. Петрофизика (Физика горных пород) / В.М. Добрынин, Вендельштейн Б.Ю., Д.А. Кожевников - М.: Нефть и газ. - 2004. - 367 с.

15. Золотая Л.А. Возможности магнитных измерений при решении задач почвенной геофизики / Л.А. Золотая, М.В. Коснырева // Геофизика. - 2014. - №24. -с.63-68.

16. Зорин Н.И. О применимости дифференциального фазового параметра для изучения эффекта вызванной поляризации в широком диапазоне частот / Н.И. Зорин // Геофизика. - 2013. - №4. - с.16-21.

17. Каминский А.Е. Программа двумерной интерпретации данных метода сопротивлений и вызванной поляризации (наземный, скважинный и акваторный варианты) ZONDRES2D. Zond Geophysical software. 2001-2010. / А. Е. Каминский - ZOND. Инструкция по использованию, 2014. - 81 с.

18. Киюцина О.В. Региональные тенденции развития рынка щебня в 20122013 годах / О.В. Киюцина // журнал современных строительных технологий "Красная линия" Сер. Нерудная промышленность. - 2013. - №74. - с.8-9.

19. Комаров, В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации / В.А. Комаров - Ленинград: Недра, 1980.

20. Комаров В.А. Об электродинамической поляризации горных пород, связанной с их электрохимическими свойствами / В.А. Комаров, В.А. Тарасов // Вопросы геофизики. Выпуск 38. СПб, 2005 - (Учебные записки СПбГУ; №438)

21. Копылов М.И. Опережающие геофизические и петрофизические исследования при поисках и разведке строительных материалов на Дальнем Востоке / М.И. Копылов, И.В. Пустовойтова // Тихоокеанская геология. 2006. - Т. 25 - №4. - с.69-78.

22. Короновский Н.В. Общая геология / Н.В. Короновский - Москва, 2006. - 528 с.

23. Крючкова Е. Нацпроектам не хватает песка и щебня // Газета "Коммерсантъ". 2019. - №78. - с.1.

24. Куликов А.В. Электроразведка фазовым методом вызванной поляризации / А.В. Куликов, Е.А. Шемякин. - Москва: Недра, 1978. - 157 с.

25. Куликов В.А. Разделение аномалий вызванной поляризации по частотным характеристикам дифференциального фазового параметра / В.А. Куликов, Н.И. Зорин, И.Т. Манжеева, А.Г. Яковлев // Геофизика. - 2013. - № 6. -с.23-31.

26. Куликов В.А. Использование метода вызванной поляризации при изучении песчано-гравийных отложений / В. А. Куликов, С. А. Аношина, А. В. Соловьева, А. Г. Яковлев // Инженерные изыскания. - 2016. - № 14. - с.42-49.

27. Куликов В.А. Результаты опытных работ методом ЭТ-ВП на месторождении песчано-гравийных отложений Вязищи в Калужской области / В.А. Куликов, С. А. Аношина, А. В. Соловьева // Инженерные изыскания. - 2017. - № 8. - с.44-54.

28. Куликов В.А. Поляризуемость песчано-гравийных отложений по результатам лабораторных и полевых измерений / В.А. Куликов, С. А. Аношина // Инженерные изыскания. - 2019. - Т. 13, № 1. - с.68-77.

29. Куликов В.А. Комплексирование результатов наземной электроразведки и петрофизических измерений, выполненных в условиях естественного залегания, для изучения месторождения ПГС / В.А. Куликов, С.А. Аношина // Геофизика. - 2020 - № 1. - с. 14-22.

30. Кучеров М.В. Оценка сырьевой базы песчано-гравийных месторождений в России / М.В. Кучеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - с.262-263.

31. Лапшин Н.С. Анализ тенденций развития рынка нерудных строительных материалов в Российской федерации / Н.С. Лапшин, И.П. Виноградов, Д.О. Дзюрич // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. - № 7. - с.205-211.

32. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород / Н.В.Логвиненко. -Москва: Высшая школа, 1967. - 416 с.

33. Методические рекомендации по применению Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых песок и гравий - Москва. 2007. - 40 с.

34. Модин И.Н. Электроразведка том I / И.Н. Модин, А.Г. Яковлев -Москва: Московский государственный университет, 2018. - 273 с.

35. Огильви А.А. Основы инженерной геофизики / А.А. Огильви -М.:Недра, 1990. - 501 с.

36. Павловская Е.А. Изучение строения озовой гряды геофизическими методами / Е.А. Павловская // Материалы XXXIX молодежной конференции, посвященной памяти члена-корреспондента АН СССР К.О. Кратца и академика

РАН Ф.П. Митрофанова Актуальные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии. 2018. - с.222-225.

37. Родионов А.И. Георадиолокационное изучения ледниковых отложений с юго-западной Карелии / А.И. Родионов, П.А. Рязанцев // Вестник ВГУ Сер. Геология. 2017. - №1. - с.123-129.

38. Рыжов А.А., Судоплатов А. Д. Расчет удельной электропроводности песчано-глинистых пород и использование функциональных зависимостей при решении гидрогеологических задач // Научно-технические достижения и передовой опыт в области геологии и разведки недр. М. - 1990. - с.27-41.

39. Рыжов А.А. О повышенной поляризуемости песка, вызванной влажностью / А.А. Рыжов, В.А. Шевнин // Геофизика - 2014. - № 6. - с.30-38.

40. Рыжов А.А. Петрофизический подход к данным малоглубинной электроразведки / А. А. Рыжов, В. А. Шевнин, Д. А. Квон // Международная научно-практической конференция и выставка ЕАГО «Инженерная, угольная и рудная геофизика-2015», Сочи - 2015. - с.26-30.

41. Тарасов А.В. Оценка распределения времен релаксации по данным метода вызванной поляризации во временной области / А.В.Тарасов, К.В.Титов // Геофизика. - 2006. - №6. - с.42-56.

42. Телегин А.Н. Основные требования к параметрам методики малоглубинных сейсморазведочных работ МОВ-ОГТ для решения инженерно-геологических задач / А.Н. Телегин, А.С. Яковлев // Записки Горного института. -2011. - Т. 189.

43. Фридрихсберг Д.А. Исследования связи явления вызванной поляризации с электрокинетическими свойствами капиллярных систем / Д.А. Фридрихсберг, М.П. Сидорова // Вестник ЛГУ. Сер. Химия. - 1961. - № 4. - с.222-226.

44. Шевнин В.А. Петрофизический подход к электрическим свойствам рыхлых грунтов / В.А. Шевнин, Д.А. Квон., А.А. Рыжов //Записки горного института. - 2017. - Т. 226.

45. Ялтанец И.М. Переработка горных пород с использованием средств гидромеханизации / И.М. Ялтанец, Н.И. Леванов, А.Э. Тухель, В. М. Дятлов // Изд-во Московского государственного горного университета, 2006. - 326 с.

46. Яковлев А.С. Применение сейсморазведки МОВ-ОГТ для решения инженерно-геологических задач в Санкт-Петербурге и Ленинградской области / А.С. Яковлев // Записки Горного института. - 2011. - Т. 189. - с.76-77.

47. Amaya A.G. Electrical Resistivity Tomography and Induced Polarization for mapping the Subsurfece of Alluvial Fans: A case of study in Punata (Bolivia) / Amaya A.G., Dahlin T., Barmen G., Rosberg J-E. // Geosciences 2016. - T.6 - V.51 - 13 p.

48. Asprion U. Towards realistic aquifer models: three-dimensional georadar surveys of Quaternary gravel deltas (Singen Basin, SW Germany) / Asprion U., Ainger T. // Sedimentary Geology. - 1999. - №129. - pp.281-297.

49. Bayer P. Three-dimensional high-resolution fluvio-glacial aquifer analog: Part 1: Field study / Bayer P., Huggenberger P., Renard P., Comunian A. // Journal of Hydrology. 2011. - V.405. - pp.1-9.

50. Bennet M.R. Internal structure of a barrier beach as revealed by ground penetration radar (GPR)A Chesil beach, UK / Bennet M.B., Cassidy N.J., Pile J.// Geomorphology. 2009. - V.104. - pp.218-229.

51. Beresnev I.A. The use of multi-electrode resistivity imaging in gravel prospecting / Beresnev I.A., Hruby C.E., Davis C.A // Journal of Applied Geophysics. -2002. - №49. - pp.245-254.

52. Bobachev A. IPI2Win-IPI to win //Moscow State University, Resistivity Sounding Interpretation, 2003.

53. Chambers J.E. Sand and Gravel Deposit Evaluation Using Electrical Resistivity Tomography /Chambers J.E., Wilkinson P.B., Weller A.L., Kuras O., Meldrum P.I., Ogilvy R.D., Aumonier J., Penn S., Wardrop D.R., Bailey E., Joel P., Griffiths N. // Near Surface 2009 -15th EAGE European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. - European Association of Geoscientists & Engineers, 2009.

54. Chambers J.E. River terrace sand and gravel deposit reserve estimation usingthree-dimensional electrical resistivity tomography for bedrock surface detection / Chambers J.E., Wilkinson P.B., Penn S., Meldrum P.I., Kuras O., Loke M.H., Gunn D.A. // of Applied Geophysics. - 2013. - №93. - pp.25-32.

55. Gazoty A. Application of time domain induced polarization to the mapping of lithotypes in a landfill site / Gazoty A., Fiandaca G., Pedersen J., Auken E., Christiansen A.V., Pedersen J.K. // Hydrology and Earth System Sciences. - 2012. -№16. - pp.1793-1804.

56. Hupfer S. Polarization effects of unconsolidated sulphide-sand-mixtures / Hupfer S., Martin T., Weller A., Günther T., Kuhn K., Ngninjio V. D. N., Noell U. // Journal of Applied Geophysics. - 2016. - V.135. - pp.456-465.

57. Jorgensen F. Geophysical investigation of buried Quaternary valleys in Denmark: an integrated application of transient electromagnetic soundings, reflection seismic surveys and exploratory drillings / Jorgensen F., Lykke-Andersen H., Sandersen P.B.E., Auken E., Normark E. // Journal of applied geophysics. - 2003. - №253. - pp.215228.

58. Juhlin C. High-resolution reflection seismics applied to detection of groundwater resources in glacial deposits, Sweden / Juhlin C., Palm H., Mullern C-F., Wallberg B.// Geophysical research letters 2000. vol.27 - №11 - pp. 1575-1578

59. Kilner M. Characterisation of glacial sediments using geophysical methods for groundwater source protection / Kilner M., West L. J., Murray T. //Journal of Applied Geophysics. - 2005. - T. 57. - №. 4. - pp.293-305.

60. Koch K. Impact of changes in grain size and pore space on the hydraulic conductivity and spectral induced polarization response of sand / Koch K., Kemna A., Irving J., Holliger K. // Hydrology & Earth System Sciences. - 2011. - t.15 - №6.

61. Kulikov V.A. A VES-IP survey near the geophysical station of Moscow State University, in the Kaluga region / V.A. Kulikov, I.D Gruzdeva, A.G. Yakovlev // Moscow University Geology Bulletin. - 2013. - t. 68 - № 3, pp.191-199.

62. Kulikov V.A. The results of application of the ves-ip method during the study of sand-gravel mixes in mosalsk district, Kaluga oblast / V.A. Kulikov, S.A. Anoshina, A.V. Solovieva // Moscow University Geology Bulletin. - 2016. - t 71. - №3. - pp.269-274.

63. Kulikov V.A. Integrated geophysical studies of an esker in the Kaluga region / V.A. Kulikov, S.A. Anoshina, A.A. Bobachev, A. M Turchkov, A. G. Yakovlev // Moscow University Geology Bulletin. - 2019. - t.74 - №4. - pp.422-428.

64. Lesmes D.P. Influence of pore fluid chemistry on the complex conductivity and induced polarization responses of Berea sandstone / D.P. Lesmes, K.M. Frye // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. - 2001. - t.106. - №B3. - pp.4079-4090.

65. Lucius Jeffrey E. An Introduction to Using Surface Geophysics to Characterize Sand and Gravel Deposits / Lucius Jeffrey E., William H. Langer, and Karl J. Ellefsen - Open-File Report U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, 2006. - 1257 p.

66. Mahan M. K. Complex resistivity of synthetic sulphide bearing rocks / M. K Mahan., Redman J. D., Strangway D. W. //Geophysical Prospecting. - 1986. - T. 34. -№. 5. - pp.743-768.

67. Marshall, D.J. Induced polarization, a study of its causes. / Marshall, D.J., Madden, T.K. // Geophysics. - 1959. - 24 (1) - pp.790-816.

68. Mojid M. A. Estimating properties of unconsolidated sand-clay from spectral-induced polarization / Mojid M. A., Cho H., Miyamoto H. // Journal of Agricultural Science and Practice. - 2016.- №1. - pp.23-39.

69. Okay G. Spectral induced polarization of clay-sand mixtures: Experiments and modeling / Okay, G., Leroy, P., Ghorbani, A., Cosenza, P., Camerlynck, C., Cabrera, J., Florsch N., Revil, A. // Geophysics. - 2014. - t. 79. - №. 6. - pp.E353-E375.

70. Pasanen, A. Radar stratigraphy of the glaciotectonically deformed deposits in the Isoniemi area, Haukipudas, Finland / Pasanen A. // Bulletin of the Geological Society of Finland. - 2009 - №81. - pp.39-51.

71. Pellicer X. Electrical resistivity and Ground Penetrating Radar for the characterisation of the internal architecture of Quaternary sediments in the Midlands of Ireland / X. M. Pellicer, P. Gibson // Journal of Applied Geophysics. - 2011 - Vol. 75. -pp.638-647.

72. Pelton W.H. Mineral discrimination and removal of inductive coupling with multifrequency IP / Pelton W.H., Ward S.H., Hallof P.G., Sill W.R., Nelson P.H. // Geophysics. - 1978. - Vol. 43. - pp.588-609.

73. Revil A. Determination of permeability from spectral induced polarization in granular media / Revil A., Florsch N. //Geophysical Journal International. - 2010. - T. 181. - №. 3. - pp.1480-1498.

74. Revil A. Is it the grain size or the characteristic pore size that controls the induced polarization relaxation time of clean sands and sandstones? / Revil A., Koch K., Holliger K. // Water Resources Research. - 2012. - T. 48. - №. 5.

75. Schwarz G.A. Theory of the low-freguency dielectric dispersion of colloidal particles in electrolyte solution / Schwarz G.A. // J. Phys. Chem. - 1962. - V.66. -pp.2636-2642.

76. Siahkoohi H.R. 3-D seismic imaging of complex structures in glacial deposits / H.R. Siahkoohi, G.F. West // Geophysics. - 1998. - vol.63 - №3. - pp.10411052.

77. Slater L. D. IP interpretation in environmental investigations / Slater L. D., Lesmes D. // Geophysics. - 2002. - T. 67. - №. 1. - pp.77-88.

78. Slater L. D. Controls on induced polarization in sandy unconsolidated sediments and application to aquifer characterization / Slater L. D., Glaser D. R. // Geophysics. - 2003. - T. 68. - №. 5. - pp.1547-1558.

79. Slater L. On the relationship between induced polarization and surface area in metal-sand and clay-sand mixtures / Slater L., Ntarlagiannis D., Wishart D. B. //Geophysics. - 2006. - T. 71. - №. 2. - pp. A1-A5.

80. Tarasov A. Relaxation time distribution from time domain induced polarization measurements / Tarasov A. and Titov K. // Geophysical Journal International. - 2007. - V.170. - pp.31 - 43.

81. Titov K. Theoretical and experimental study of time-domain induced polarization in water saturated sands / Titov K., Komarov V., Tarasov V. and Levitski A. // J. Appl. Geophysics. - 2002. - V. 50. - pp.417 - 433.

82. Titov K. Induced polarization of unsaturated sands determined through time domain measurements / Titov K., Kemna A., Tarasov A., Vereecken H. // Vadose Zone Journal 3. - 2004. - V.3. - pp.1160-1168.

83. Uhlemann S.S. Archaeological and Resources Assessment of Sand and Gravel Deposits Using 3D ERT and Automated Interface Detection / Uhlemann S.S., J.E. Chambers, P.B. Wilkinson, M. Kirkham, M. Beamish // Near surface Geoscience 2016 Conference&Exhibition, 2016.

84. Weller A. Estimating permeability of sandstone samples by nuclear magnetic resonance and spectral-induced polarization / Weller A., Nordsiek S., and Debschutz W. // Geophysics. - 2010. -V.75. - pp. E215 - E226.

85. Zonge K.L., Sauck W.A., Sumner J.S., 1972. Comparison of time, frequency, and phase measurements in induced polarization / Zonge K.L., Sauck W.A., Sumner J.S., // Geophysical Prospecting. - 1972. - Vol. 20- No. 3- pp.626-648.

86. Эксплуатационная разведка песчано-гравийных месторождений [Электронный ресурс]. URL: http://industrial-wood.ru/dobycha-i-pererabotka/10242-ekspluatacionnaya-razvedka-peschano-graviynyh-mestorozhdeniy.html (дата обращения 2019).