Спектральная характеристика вызванной поляризации вкрапленных руд тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат наук Гурин Григорий Владимирович

• Гурин Григорий Владимирович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Гурин Григорий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

1.1 Вызванная поляризация во временной и частотной области

1.2 Оценка распределения времен релаксации во временной области

1.3 Двойной электрический слой

1.4 Механизмы формирования вызванной поляризации в породах

1.4.1 Мембранная поляризация

1.4.2 Поляризация слоя Гельмгольца на поверхности непроводящего сферического зерна

1.4.3 Поляризация электронопроводящих минералов

1.5. Математическое описание вызванной поляризации моделей вкрапленной руды

1.5.1 Феноменологические модели

1.5.2 Электрохимические модели

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЫЗВАНННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

ВКРАПЛЕННЫХ РУД

2.1 Методология экспериментов

2.1.1 Материалы

2.1.2 Лабораторные установки

2.1.3 Измерения удельного электрического сопротивления, вызванной поляризации и электродного потенциала

2.2 Результаты и их обсуждение

2.2.1 Распределения времен релаксации вкрапленных руд

2.2.2 Зависимость времени релаксации от параметров модели вкрапленной

руды

2.2.3 Зависимость интегральных параметров ВП от параметров модели вкрапленной руды

2.3 Сопоставление экспериментальных и теоретических зависимостей стационарной

поляризуемости и времени релаксации от параметров модели вкрапленной руды

2.4 Сопоставление существующих представлений о механизмах формирования

вызванной поляризации вкрапленных руд с экспериментальными данными

Выводы

3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕБАЕВСКОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ ДЛЯ АНАЛИЗА

ПОЛЕВЫХ ДАННЫХ

3.1 Геологическая характеристика месторождения Джульетта

3.2 Методика полевых работ, обработка результатов измерений и используемые

параметры

3.3 Математическое моделирование данных профилирования методом ВП

3.4 Результаты полевых работ и их обсуждение

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Метод вызванной поляризации (ВП) в настоящее время широко используется при решении разнообразных научных и практических задач: поисково-разведочных [182, 195], экологических [110, 130, 127, 162, 204], инженерно-гидрогеологических [141, 142, 169, 178], геокриологических [1, 45, 125], археологических [146] и др.

Современную теорию явления ВП можно условно разделить на два направления: ВП в ионопроводящих горных породах (инженерно-гидрогеологическое направление) и ВП в породах, содержащих электронопроводящие минералы и минералы-полупроводники1 (рудное направление). Основой этого разделения являются не только различные области применения метода, но и разные механизмы возникновения вторичного электрического поля ВП.

Различие между физико-химическими процессами, порождающими ВП в ионопроводящих породах и породах, содержащих электронопроводящие минералы ("вкрапленные руды"2), были установлены еще на начальных этапах развития метода в 1950 - 60-х годах [12, 26, 48, 49, 50, 51, 52, 59, 60, 67, 128, 132, 147, 160, 177, 178, 180, и др.]. В ходе исследований этого периода была доказана высокая чувствительность поляризуемости к содержанию распределенной в объеме пород вкрапленности электронопроводящих минералов (сульфиды, оксиды, самородные элементы и др.). Возможность поисков вкрапленных руд, стимулировала дальнейшее развитие рудного направления на фоне широкомасштабных поисково-разведочных работ на твердые полезные ископаемые (золото, серебро, и др. [107, 166]). Значительный вклад в развитие метода внесли: В.А. Комаров [48 - 59], В.В. Кормильцев [59 - 65], А.П. Карасев [44, 45], Б.Г. Геннадиник [17, 18], А.П. Булашевич [12], О.М. Шаповалов [120 - 122], С.М. Шейнман [122], И.К. Овчинников [81 - 83], А.Ф. Постельников [86, 87], Х.О. Сигел [181, 182], В.Х. Пелтон [172], Дж.Р. Уэйт [11], Д.Дж. Маршал [160] и многие другие. Эта тенденция просуществовала долгое время (до середины 1980-х годов), что способствовало накоплению экспериментального материала и оформлению теоретических представлений о физико-химических процессах, порождающих ВП [17, 18, 21, 22, 23, 24, 45, 54, 64, 65, 66, 111, 123, 127, 129, 140, 141, 142, 159, 164, 162, 185, 194, 200, 201, и др.].

Случившееся в дальнейшем сокращение геологоразведочных работ на фоне снижения цен на благородные металлы способствовало постепенному уменьшению интереса к рудному

1 В дальнейшем для сокращения автор будет использовать термин "электронопроводящие минералы", объединяя минералы, обладающие электронным и электронно-дырочным (полупроводники) типом проводимости.

2 В теории метода ВП термин "вкрапленные руды" используется для пород, содержащих вкрапленность электронопроводящих минералов и минералов-полупроводников. В данном случае количество полезных компонентов и экономическая целесообразность их извлечения не учитывается.

направлению метода ВП. В результате вплоть до настоящего времени исследования были сконцентрированы на ионопроводящих породах. Поэтому инженерно-гидрогеологическое направление существенно опережает рудное по многим параметрам (описаны механизмы возникновения ВП, разработаны физико-химические модели и др.). Сложившаяся ситуация связана с тем, что решением гидрогеологических и геоэкологических задач в два последних десятилетия занимаются научные организации (институты, университеты), а поисково-разведочных частные компании, которые в меньшей степени заинтересованы в развитии теории метода.

С середины 1980-х годов и до настоящего времени появилось небольшое количество публикаций, посвященных исследованию ВП пород, содержащих электронопроводящие минералы [36, 37, 45, 56, 57, 65, 99, 158, 161, 162, 165, 173, 182, 183, 184, 195, 205, 206, и др.]. Большая часть этих работ направлена на решение не поисковых, а инженерных, экологических и археологических задач [134, 157, 159, 164, 173, 174, и др.].

В российской литературе, подавляющее число работ данного периода посвящено описанию частотной дисперсии удельного электрического сопротивления (УЭС), порожденной процессами ВП [1, 2, 19, 42, 43, 69, 94, 95, 96, 97, 127, 162, 174, 204 и др.]. В основе этих работ лежит эмпирическая модель, описывающая зависимость УЭС от частоты электромагнитного поля, предложенная братьями К. Коул и Р. Коул [134].

К наиболее ценным трудам конца 1990-х годов можно отнести учебные пособия В.А. Комарова [54, 57], который суммировал основные электрохимические представления о ВП электронопроводящих минералов. Необходимо также отметить монографию А.П. Карасева и сотрудников [45], обобщающую опыт читинской школы, начиная с 1960-х годов (см. [44]).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектральная характеристика вызванной поляризации вкрапленных руд»

Актуальность работы

Вызванная поляризация горных пород, содержащих электронопроводящие минералы, представляет собой сложное явление, зависящее от множества факторов. Многолетние исследования ВП вкрапленных руд, не позволили создать единой теоретической основы возникновения вторичных электрических полей ВП [17, 18, 21, 22, 23, 24, 45, 54, 64, 65, 66, 111, 123, 127, 129, 140, 141, 142, 159, 164, 162, 185, 194, 200, 201, и др.]. Поэтому они описаны главным образом феноменологически, а теория ВП построена на основе эмпирических закономерностей и частных упрощенных физико-химических моделях пород [12, 33, 39, 44, 45, 52, 54, 57, 64, 65, 158, 176, 185, 200, и др.]. В то же время, метод вызванной поляризации является одним из ведущих геофизических методов, используемых при проведении поисково-разведочных работ на твердые полезные ископаемые. Его высокая эффективность объясняется тем, что он является единственным методом электроразведки, позволяющим выделять породы, содержащие вкрапленность электронопроводящих минералов. Для различных типов месторождений твердых

полезных ископаемых (золота, урана, полиметаллов и др.) присутствие в породе электронопроводящих минералов является поисковым признаком гидротермально или метасоматически измененных пород, часто сопровождающих или вмещающих рудные тела [72, 73, 76, 78, 84, 85, 102, 103, 118]. По этой причине метод интенсивно развивался в период широкомасштабных поисково-разведочных работ 1960-80-х годов. В итоге были получены данные, позволившие установить зависимости поляризуемости от различных параметров вкрапленных руд, которые использовались для интерпретации полевых данных [17, 18, 21, 22, 23, 24, 45, 54, 64, 65, 66, 111, 123, 127, 129, 140, 141, 142, 159, 164, 162, 185, 194, 200, 201, и др.]. Однако к настоящему времени использование установленных зависимостей оказалось возможным лишь для качественной интерпретации данных. Последнее связано с тем, что измерения ВП чаще всего проводились с большой длительностью импульсов тока (Т = 1 -30 минут), а значение поляризуемости определялось для одной временной задержки после выключения тока (0.5 с) [46, 54, 64, и др.]. В настоящее время для повышения производительности полевых работ применяются токовые режимы с небольшой длительностью импульса (Т = 1 - 4 с), а для анализа данных ВП вместо классической поляризуемости чаще используется интегральный параметр - заряжаемость.

Анализ литературных данных показывает, что взаимосвязь параметров вкрапленной руды и заряжаемости изучена недостаточно, что затрудняет геологическую интерпретацию данных ВП. Кроме того, опубликованные данные различных исследователей показывают, что ВП вкрапленных руд зависит не только от объемного содержания вкрапленников, но и от других параметров (размера зерен электронопроводящих минералов, их формы, минерального состава и др.) [44, 45, 51, 53, 55, 56, 57, 64, 71, 104, 119, 120, 122, 124, 129, 136, 145, 146, 158, 159, 160, 165, 172, 173, 174, 182, 183, 184, 195, 200, 201, 203, 205, 206]. Существование этих связей позволяет утверждать, что по данным ВП можно судить не только о наличии электронопроводящих минералов в породе и их объемном содержании, но и о других важных для картировочных и поисково-разведочных работ петрофизических свойствах пород и руд. Однако эти связи изучены недостаточно, поэтому они редко используются при интерпретации данных ВП.

Приведенные соображения обуславливают необходимость получения новых экспериментальных данных о связи различных параметров вкрапленной руды и параметров ВП.

На протяжении последних десятилетий для описания частотных (временных) характеристик ВП и аппроксимации наблюденных данных повсеместно используется эмпирическая модель Коул-Коул [1, 2, 19, 42, 43, 69, 94, 95, 96, 97, 127, 162, 172, 174, 187, 204 и др.], описывающая зависимость комплексной электропроводности среды от частоты электромагнитного поля (спектральная характеристика ВП). Популярность этой модели объясняется простотой и возможностью аппроксимации кривых спада поляризуемости или

спектров комплексной электропроводности различного вида. Однако в общем случае для характеристики гетерогенных, неоднородных систем (пород) использование модели Коул-Коул (или другой модели) с одним преобладающим временем релаксации оказывается недостаточно. Поэтому для количественного описания ВП пород необходимо анализировать динамику процесса релаксации вторичных электрических полей ВП - изучать распределение времен релаксации (РВР). Этот постулат лежит в основе всех релаксационных методов исследования вещества (диэлектрической спектроскопии, импедансных измерений в электрохимии и др.), в том числе и метода математического анализа данных ВП - дебаевской декомпозиции (ДД), которая позволяет восстанавливать РВР [5, 8, 14, 16, 25, 27, 28, 34, 47, 65, 75, 101, 108, 109, 155, 165, и др.]. В последние годы эффективность использования ДД была показана при анализе экспериментальных данных, полученных во временной [20, 21, 22, 23, 24, 141, 186, 190, 191, 192] и частотной области [144, 165, 173, 196, 197, 198, 199, 207 и др.].

При этом подавляющее большинство работ, в которых используется ДД, посвящено изучению осадочных пород, не содержащих электронопроводящих минералов. Поэтому связи параметров РВР (стационарной поляризуемости и времени релаксации) с параметрами модели вкрапленной руды (объемным содержанием зерен электронопроводящих минералов, их размером, минеральным составом, электропроводностью поровой влаги и ее рН) остаются практически неизученными.

Таким образом, основной целью работы является изучение вызванной поляризации вкрапленных руд.

Идея работы. Экспериментально установить взаимосвязь параметров ВП с параметрами вкрапленных руд, определить основные закономерности РВР вкрапленных руд, и использовать их для интерпретации полевых данных.

Основные задачи

1. Экспериментально установить связи параметров ВП с объемным содержанием зерен электронопроводящих минералов, их размером, минеральным составом, электропроводностью поровой влаги и ее рН.

2. Сопоставить теоретические и экспериментальные зависимости параметров ВП от основных параметров вкрапленной руды (объемного содержания зерен электронопроводящих минералов, их размера, минерального состава и электропроводности поровой влаги).

3. Оценить применимость дебаевской декомпозиции для анализа полевых данных метода ВП.

Фактический материал

Основой исследования послужили результаты измерений ВП на шестидесяти пяти синтетических моделях вкрапленной руды и полевые данные, полученные автором при проведении геофизических работ методом ВП на флангах золото-серебряного месторождения Джульетта.

Модели вкрапленной руды представляли собой смеси песка с зернами электронопроводящих минералов. Использование синтетических моделей позволило минимизировать количество неконтролируемых в эксперименте параметров. Контролировались следующие параметры: размер зерен (г) и его изменчивость, минеральный состав и объемное содержание зерен (£), электропроводность поровой влаги (ав) и ее рН.

Методы исследования

В работе использовались лабораторные методы: измерения удельного электрического сопротивления, вызванной поляризации, электропроводности растворов и их рН, плотности пород; проводился гранулометрический анализ. Для характеристики образцов использовались рудная и оптическая микроскопия, рентгенофазовый анализ. При проведении полевых исследований применялись методы вызванной поляризации и магниторазведки. Для анализа данных лабораторных и полевых исследований использовались методы математической статистики, физико-математического и физико-химического моделирования.

Личный вклад

1. Выполнены лабораторные измерения ВП на синтетических моделях вкрапленной руды в широком временном диапазоне и их анализ.

2. Получены простые эмпирические уравнения, описывающие зависимость стационарной поляризуемости, заряжаемости и времени релаксации от основных параметров модели вкрапленной руды.

3. Проанализированы известные теоретические модели, описывающие ВП вкрапленных руд и основные концептуальные механизмы, формирующие вторичные электрические поля ВП.

Научная новизна

1. На синтетических моделях вкрапленной руды получены новые экспериментальные данные о связи параметров ВП между собой и с параметрами вкрапленной руды (объемным содержанием зерен электронопроводящих минералов, их размером, минеральным составом, электропроводностью поровой влаги и ее рН).

2. Показано, что дебаевская декомпозиция имеет ряд преимуществ по сравнению со стандартными методиками анализа данных ВП.

3. Установлено, что заряжаемость зависит от всех изученных параметров вкрапленной руды (объемного содержания зерен электронопроводящих минералов, их размера, минерального состава и электропроводности поровой влаги), а также - от режима измерений.

Защищаемые положения

1. При постоянном содержании в поровой влаге ионов, способных вступать в окислительно-восстановительные реакции на поверхности электронопроводящих минералов, время релаксации ВП зависит от всех параметров вкрапленной руды, кроме объемного содержания зерен электронопроводящих минералов.

2. Стационарная поляризуемость есть мера концентрации электронопроводящих минералов, практически независящая от других параметров вкрапленной руды, а также - от режима измерений.

3. Дебаевская декомпозиция применима для анализа данных электропрофилирования методом ВП и позволяет оценивать тип распределения электронопроводящих минералов в объеме пород (прожилковый, вкрапленный, прожилково-вкрапленный).

Практическая значимость

1. Показано, что заряжаемость слабо зависит от содержания зерен малого размера (r < 0.1 мм), в то время как стационарная поляризуемость определяется объемным содержанием всех зерен независимо от их размера.

2. Разработана методика анализа РВР, восстановленных по кажущимся кривым спада поляризуемости, в основе которой лежат экспериментально установленные связи параметров ВП с петрофизическими свойствами вкрапленных руд.

Достоверность результатов исследования подтверждается большим объемом экспериментальных работ, воспроизводимостью результатов в повторных опытах, использованием современной аппаратуры, соответствием авторских результатов, опубликованным данным. Достоверность результатов интерпретации полевых данных подтверждается заверочным поисково-разведочным бурением, проведенным СП ЗАО "Омсукчанская горно-геологическая компания".

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на пятой всероссийской школе-семинаре имени М.Н. Бердичевского и Л.Л. Ваньяна по электромагнитным зондированиям Земли (16 - 21 мая, Санкт-Петербург, 2011); European Geosciences Union General Assembly (22 - 27 апреля, Венна, Австрия, 2012); научно-практическом семинаре "Электроразведка в поисковой и инженерной геологии" (10 - 12 апреля, Санкт-Петербург, 2013); международной научно-практической конференции молодых специалистов "Геофизика-2013" (7 - 11 октября, Санкт-Петербург, 2013); одиннадцатом международном геофизическом научно-практическом семинаре

"Применение современных электроразведочных технологий при поисках месторождений полезных ископаемых" (12 - 13 ноября, Санкт-Петербург, 2013); 3rd International Workshop on Induced Polarization (6 - 9 апреля, остров Олерон, Франция, 2014).

Автор имеет 10 печатных работ, из которых две статьи, опубликованные в российских журналах, входящих в перечень изданий ВАК Российской Федерации, и две статьи - в международных журналах.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка (включающего 207 наименований), содержит 132 страницы машинописного текста, 68 рисунков и 6 таблиц.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю К.В. Титову за поддержку и ценные советы, а также глубокую признательность за всестороннюю помощь в работе над диссертацией А.В. Тарасову и Ю.Т. Ильину.

Краткое содержание работы

Во введении дана краткая характеристика современного состояния метода ВП, на основе чего сформулирована актуальность и научная новизна выбранной темы, приведены основные защищаемые положения.

Первая глава посвящена характеристике явления ВП. Дается описание основных параметров ВП во временной и частотной областях. Приводится идея дебаевской декомпозиции, на основе которой реализован алгоритм восстановления РВР по кривым спада поляризуемости. Даются общие представления о строении двойного электрического слоя на поверхности минералов и механизмах его формирования. Описываются физико-химические процессы, формирующие вторичные электрические поля ВП в ионопроводящих породах и вкрапленных рудах. Приводится обзор теоретических и феноменологических моделей ВП вкрапленных руд (Ю.П. Булашевича, К. Коул и Р. Коул, В.В. Кормильцева, Дж. Вонга).

Вторая глава посвящена исследованию ВП вкрапленных руд, в основе которого лежат экспериментальные работы. В ней подробно описана методология экспериментов, приведены результаты и их обсуждение. Проводится сопоставление экспериментальных и теоретических зависимостей параметров ВП от параметров модели вкрапленной руды (Ю.П. Булашевича, В.В. Кормильцева и Дж. Вонга). Сравниваются представления о механизмах возникновения ВП на поверхности электронопроводящих минералов с экспериментальными данными.

В третьей главе приведен практический пример использования дебаевской декомпозиции для анализа данных профилирования методом ВП при решении поисковых задач на флангах золото-серебряного месторождения Джульетта. В ней кратко описывается

геологическая характеристика района работ, месторождения и основного поискового объекта -зон гидротермально-метасоматически измененных пород. Приводится методика анализа РВР, восстановленных по данным электропрофилирования. Показана возможность определения различных типов измененных пород по РВР. Эта возможность подтверждена результатами математического моделирования.

В заключении приведены основные результаты работы, определены геологические задачи, для решения которых целесообразно использовать анализ временных характеристик ВП. Выделены основные направления для дальнейшего изучения ВП вкрапленных руд.

1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

1.1 Вызванная поляризация во временной и частотной области

Физический смысл явления вызванной поляризации заключается в накоплении или перераспределении зарядов в объеме пород под действием электрического тока, за счет электрохимических и электрокинетических процессов. Изменение объемного заряда в породе обусловлено тем, что в ее определенных элементах происходит преобразование электрической энергии в химическую [160], за счет чего накапливается избыточный (относительно равновесного состояния) заряд. Формирование и релаксация избыточных зарядов является источником вторичных (сторонних) электрических полей ВП.

Таким образом, плотность тока, проходящего через породу, можно представить в виде обобщенного закона Ома с учетом сторонних сил:

j = ]э + 3 стор (Е0 + Естор) , (11)

где ]э - плотность тока проводимости, возникающая под действием внешнего электрического поля (Е0); - плотность тока, вызванного действием не кулоновских сил, которые

называются сторонними (Ес ); и - электропроводность породы [65].

К основным физико-химическим процессам, формирующим сторонние токи, можно отнести диффузию ионов в порах, электрохимические реакции на поверхности электронопроводящих минералов и др.

В зависимости от типа источника тока (переменного или постоянного) изучение вторичных электрических полей, сформировавшихся за счет сторонних токов, возможно во временной или частотной области [54, 64, 66, 120, 123, 144, 148, 159, 170, 182, 185, 190, 191, 195, и др.].

Вызванная поляризация во временной области проявляется как медленный рост (при пропускании тока через породы) и спад (после снятия поляризующего поля) вторичного электрического поля (ивп(Г) ) [40, 54, 185, и др.].

Для описания ВП во временной области используется понятие переходной характеристики (/ (^) ), под которой понимается реакция среды на ступенчатое изменение тока [54]. Согласно данному определению кривую спада напряжения вторичного электрического поля ВП после наложения бесконечно длинной ступени тока можно записать виде [186]:

ивп(I) = и0 ■ М ■ (1 - /(I)/ио) = и0 ■ м • Е(I), (1.2)

где t - время, отсчитываемое от момента выключения тока; F(t) - нормированная переходная характеристика ВП; U0 = lim U(t) - асимптотическое напряжение, отвечающее бесконечно

длинному импульсу тока; M - стационарная поляризуемость.

Стационарная поляризуемость в выражении (1.2) характеризует интенсивность процессов ВП:

U - U

M = Uо U(1.3)

U U0

где U = lim U(t) - напряжение после выключения тока (за исключением омической составляю щей).

Однако, возбуждение вторичного электрического поля ВП проводят периодической последовательностью разнополярных импульсов тока определенной длительности с паузами. Для случая равенства длительностей импульсов и пауз между ними (T) функцию, описывающую зависимость тока от времени, можно представить в виде [186]:

NI -1

I(t,T,N1) = Iо - X (-!)k(r(t - 2kT) - r(t - (2k + 1)T), (1.4)

к=0

где y(t) - функция Хевисайда; 10 - значение тока во время импульса; t - время, отсчитываемое от начала первого импульса; NI - количество прошедших импульсов тока.

На рисунке 1.1а представлена временная диаграмма тока, соответствующая формуле (1.4).

Для описанного токового режима (1.4) измеряемые спады напряжения ВП в паузах между импульсами являются суперпозицией спадов от каждого импульса (рисунок 1.1б). Таким образом, спад поляризуемости после выключения последнего импульса тока длительностью T можно вычислить с помощью операции свертки F(t) и I(t, T, NI). Сдвинем начало измерения к моменту окончания последнего импульса и запишем выражение для спада вторичного напряжения ВП [186]:

UBn (t,T, NI) = Uо

1 - M -

м - X (-1)к [F(t + 2kT) - F(t + (2k + 1)T)]

к=0_

NI-1 '

F (T) + X (-1) k [F (T + 2kT) - F (T + (2k + 1)T)]

к=0

. (15)

Выражение (1.5) в более компактном виде можно представить как интеграл свертку:

г

ивп (г, Т, N1) = и0М • 11 (г0, Т, N1) • ¥ {г - г0 = и0 • М • ¥ * (г, Т, N1), (1.6)

о

где г0 - постоянная интегрирования; ¥ * (г,Т, N1) - свертка ¥ (г) и I (г,Т, N1).

Рисунок 1.1 - Вызванная поляризация во временной области.

а - последовательность разнополярных импульсов тока, б - измеряемое напряжение, в - схема измерения ВП во временной области.

Выбирая в качестве нормированной переходной характеристики функцию, описывающую релаксационный процесс (Е (г /г)), скорость которого характеризуется определенной постоянной времени (г ), выражение (1.6) можно записать в виде:

ивп(г/г, Т, N1) = и0 ■ м ■ (г0, Т, N1) ■ Е = и0 ■ М ■ Е*(г/г, Т, N1) . (1.7)

о V г )

Параметры ВП во временной области. Классическим параметром, характеризующим интенсивность ВП пород, является поляризуемость Согласно определению В.А. Комарова [49], это отношение напряжения ВП измеренного в фиксированный момент времени и (г) к напряжению в конце импульса тока ( ипр, г = Т ):

л = ивп(0 ■ 100 %. (1.8)

и ПР

В настоящее время в качестве параметра, характеризующего поляризуемость пород, используют заряжаемость (т). Она отвечает площади под кривой ивп (г), нормированной на интервал времени его измерения [¿1,^0] и иПР :

1 г

т = |иВП. (1.9)

ипр ■ (г1 г0) г0

Заряжаемость является более устойчивым параметром ВП, чем поляризуемость, поэтому она широко используется для анализа полевых и экспериментальных данных.

По мере развития теоретических основ метода, накопления данных о результатах полевых и экспериментальных работ, в начале 1980-х годов В.А. Комаровым, О.М. Шаповаловым, В.Ю. Чернышом, В.В. Кормильцевым, А.П. Карасевым и другими геофизиками, вводятся новые параметры ВП: скорость спада (£), дифференциальная поляризуемость (цл ) и время релаксации ВП (т ) [45, 51, 54, 120, 122, и др.]. Появление этих параметров связано со стремлением исследователей повысить информативность метода ВП.

Под скоростью спада понимается изменение ивп (г) или т](г) за определенный отрезок времени (рисунок 1.2) [45, 63]:

= биВи(г) = Фд , (1.10)

иПР ■ Аг г2 - г1 '

где Зивп (г) - приращение ивя (г) на интервале времени Аг = г2 - гг .

Данный параметр получил широкое практическое применение при проведении полевых работ методом ВП с изучением ранней (от 1 мкс до 20 мс) стадии процесса ВП (РС-ВП) [44, 45, 63, 104, 124], но при работах по стандартным методикам используется редко.

Дифференциальная поляризуемость определена О.М. Шаповаловым и В.А. Комаровым [53, 120] как производная кривой спада поляризуемости (ц(г) ) по логарифму времени:

*о=-Ш- е.")

Особенностью кривых дифференциальной поляризуемости является то, что в ряде случаев они имеют пик (или пики), в отличие от монотонно убывающих кривых спада поляризуемости (рисунок 1.2). Время, отвечающее максимуму пика на кривой дифференциальной поляризуемости, характеризует скорость протекания процессов ВП и в первом приближении может рассматриваться как время релаксации ВП.

Вызванная поляризация в частотной области. Одним из признаков ВП в частотной области является сдвиг фазового угла напряжения в приемной линии относительно тока в питающей линии и порожденная им частотная дисперсия электропроводности (о) (см. рисунок 1.3а). Возможность накопления избыточных зарядов в породах приводит к тому, что о становиться комплексной величиной.

Комплексную электропроводность среды (о*) обычно представляют в виде суммы реальной (токи проводимости) (о') и мнимой (сторонние токи) частей (о" ) [42, 43, 65, 94, 154, и др.]:

о* =о' + го", (1.12)

где г = \[-1 - мнимая единица, или в полярных координатах с помощью амплитуды (| о |) и

фазового угла (9) [154]:

а* =Л/(а')2 + (а'')2 exp(i9) =| а* | exp(i9) =| а* | (cos(9) + isin(9}), (1.13) где 9 = tan-'(а''¡а').

10"3 10"2 101 10° ю1 ю2

t, С

Рисунок 1.2 - Экспоненциальная кривая спада поляризуемости (ц(г)) и ее производная по натуральному логарифму времени ( ^ (г)).

В частотной области, для возбуждения в породах вторичных электрических полей ВП используют синусоидальный токовый сигнал [171] или разнополярные импульсы тока без пауз (ИНФАЗ-ВП) [66]. При проведении полевых работ обычно измеряются амплитуда и фазовый сдвиг на определенной частоте. Многочастотные измерения в зарубежной литературе называются спектральными, а зависимости амплитуды и фазы о* от частоты - спектрами ВП (рисунок 1.3б). В полевых условиях измерение проводят на 2 - 10 частотах (перекрывающий 2 -3 декады (0.01 - 10 Гц)), а в лабораторных - на десяти и более частотах (перекрывающих до девяти декад (0.0001 - 105 Гц)).

Параметры ВП в частотной области. Основными параметрами, характеризующими поляризуемость пород в частотной области, являются фазовый угол (1.13) и частотный эффект, который становится равный стационарной поляризуемости при рассмотрении неограниченного набора частот [0; да ):

РЕ =Рн-Ре ^м = Р°(114) Рн Ро

где рн и р е значения УЭС на "низкой" и "высокой" частоте; р0 и р - асимптотические значения УЭС на нулевой (постоянный ток) и бесконечно большой частоте.

Рисунок 1.3 - Вызванная поляризация в частотной области.

а - фазовый сдвиг измеряемого напряжения относительно тока в питающей линии; б -амплитудный и фазовый спектры.

Фазовый спектр подобно кривым дифференциальной поляризуемости в ряде случаев имеет пик (или пики), а частота, отвечающая его максимуму, называется критической частотой ( /с ). Она характеризует скорость процессов ВП и обратно пропорциональна времени релаксации (/с = 1/2жт). С физико-химической точки зрения т характеризует время, за которое большая часть избыточных зарядов - источников вторичных электрических полей ВП нейтрализуется, а их общее распределение в объеме пород приближается к равновесному (соответствующему термодинамическому равновесию).

Таким образом, можно выделить два фундаментальных параметра ВП во временной и частотной области: (1) стационарную поляризуемость (характеризующую интенсивность процессов ВП) и (2) время релаксации (характеризующее скорость релаксации избыточных зарядов).

1.2 Оценка распределения времен релаксации во временной области

В теории метода ВП, для описания возникновения и релаксации вторичного электрического поля ВП в гранулярных и капиллярных моделях прибегают к понятию элементарных ячеек, под которыми понимается простейший элемент модели породы (зерно,

погруженное в электролит; капилляр, заполненный поровой влагой и т.д.), где происходит накопление избыточного заряда. Универсального физико-математического описания процессов, порождающих вторичное электрическое поле ВП для пород нет, но для индивидуальной ячейки можно предположить, что поляризация происходит по одной из предложенных ранее теоретических моделей [64, 160, 188, 197]. Поэтому функцию, описывающую релаксацию зарядов в масштабе ячейки, будем считать известной (F(t / т) ). Далее, следуя законам смеси (например, Максвелла [109, 186]), породу можно представить как среду, состоящую из элементарных ячеек, определенным образом распределенных в ее объеме.

Пользуясь принципом суперпозиции (линейная область ВП) суммарный эффект от такой породы находят простым суммированием вкладов от каждой ячейки. В общем случае, когда в породе присутствуют ячейки, различающиеся временем релаксации (например, характеризующиеся разными геометрическими размерами), кривую спада поляризуемости согласно (1.8) можно представить следующим образом:

N

l(t) = £ gk • F(t/ тк ), (1.15)

к=1

N

где gk - интенсивность процесса ВП в к -ой ячейке (М = ^ gk ); F(t/тк) - функция,

к =1

описывающая переходную характеристику процесса ВП в элементарных ячейках; тк -постоянная времени для k -ой ячейки; N - количество ячеек.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гурин Григорий Владимирович, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агеев В.В. Изучение процессов вызванной поляризации для решения геокриологических задач // Разведка и охрана недр. - 2012 - №11 - С. 46 - 49.

2. Агеев В.В., Каринский С.Д., Светов Б.С. Становление электромагнитного поля в поляризующейся среде и определение параметров Cole-Cole // Геофизика. - 2006 - №5 - С. 40 - 44.

3. Агеев В.В., Светов Б.С., Аминатов А.С. Изучение вызванной поляризации в широком диапазоне времен (ВП-Ш) // Приборы и системы в разведочной геофизике. - 2006 - №2 - С. 10 - 12.

4. Алексеев А.И., Меркушев А.М., Лавров И.С. Электрохимическая поляризация проводящих сфер в растворах электролитов // Коллоидный журнал. - 1973 - Т 34 - С. 620 - 626.

5. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия: Учеб. для хим.-технолог. спец. вузов. - (4-е изд., перераб. и доп.). М.: Высш. шк., 1984. 519 с.

6. Аппаратура импульсной электроразведки "АИЭ-2" (Руководство по эксплуатации). СПб.: "НПК Элгео". 2008. 41 с.

7. Аппаратура электроразведочная "Цикл-ВП-2" (Руководство по оператора при работе с измерителем). Новосибирск: "ЭЛЬТА-ГЕО-2". 2006. 16 с.

8. Багоцкий В.С. Основы электрохимии. М.: "Химия", 1988. 400 с.

9. Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. М.: "Металлургиздат". 1963. 616 с.

10. Баласнян С.Ю. О механизме вызванной поляризации геологических сред // Физика Земли. - 1980 - №7 - С. 105 - 107.

11. Бернакевич А.В., Нефедова Е.В., Рудашевская Н.С., Рысс Ю.С. О природе катодных электрохимических реакций на халькозине и галените (Сообщение 4) // Исследование и применение электрохимических процессов при поиске и разведке полезных ископаемых. Методы разведочной геофизики: сб. науч. тр. / Л.: НПО "Рудгеофизика". 1981. С. 87 - 95.

12. Булашевич Ю.П. Расчет поля вызванных потенциалов для рудных тел сферической формы // Изв. АН СССР, Сер. Геофизика. - 1956 - № 5 - С. 504 - 512.

13. Бытенский Л.И., Пищик В.В., Тарасов А.В., Тарасов В.А. Аппаратурный комплекс импульсной электроразведки АИЭ-2 // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2006 -№1 - С. 41-43.

14. Ванин Г.А. Выделение из измеряемой переходной характеристики индукционной и поляризационной составляющих Методы разведочной геофизики. НПО "Рудгеофизика": 1983. C. 70 - 76.

15. Воронин Д.В., Нефедова Е.В., Рудашевская Н.С. Катодная пиритизация пирротинов. Методы разведочной геофизики: сб. науч. тр. / Л.: НПО "Рудгеофизика". 1981. С. 78 - 81.

16. Вюрцкий С.С. Курс коллоидной химии. (4-е изд., перераб. и доп.). М.: "Химия", 1975. 512 с.

17. Геннадиник Б.И. Теоретические оценки влияния различных факторов на поляризуемость сред, содержащих рассеянные электронопроводящие включения. Алма-Ата: 1971. 99 с.

18. Геннадиник Б.И. Теория явления вызванной поляризации. Новосибирск: "Наука", 1985. 275 с.

19. Губатенко В.И. Эффект Максвелла-Вагнера в электроразведке // Физика земли. - 1991 - №4 - С. 88 - 98.

20. Гурин Г.В., Титов К.В., Ильин Ю.Т., Тарасов А.В. Спектральная характеристика вызванной поляризации вкрапленных руд // 5-ая всероссийская школа семинар имени М.Н. Бердичевского и Л.Л. Ваньяна по электромагнитным зондированиям Земли (16 - 21 мая). Тезисы докладов. В двух книгах. Книга 2. СПб, 2011. С. 42 - 45.

21. Гурин Г.В., Тарасов А.В., Ильин Ю.Т., Титов К.В. Оценка объемного содержания электронопроводящих минералов по данным метода вызванной поляризации // одиннадцатый международный геофизический научно-практический семинар "Применение современных электроразведочных технологий при поисках месторождений полезных ископаемых". Тезисы докладов. СПб. 2013. С. 58 - 61.

22. Гурин Г.В. Использование спектрального подхода при интерпретации профилирования методом вызванной поляризации // материалы девятой международный научно-практический конференции молодых специалистов Теофизика-2013" (7-11 октября)/ Под ред. С.В. Аплонова, В.П. Кальварской и В.Н. Трояна. - СПб. 2013. С. 32 - 39.

23. Гурин Г.В., Тарасов А.В., Ильин Ю.Т., Титов К.В. Спектральная характеристика вызванной поляризации вкрапленных руд // Вестн. С.-Петерб. ун-та. - Сер. 7 - 2013 - Вып. 1 - С. 14 - 30.

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

25. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. М.: "Химия", 2001. 624 с.

26. Дахнов В.Н., Латышова М.Г., Ряполова В.А. Исследования скважин методом вызванных потенциалов (электролитический каротаж). В кн.: Промысловая геофизика. М., "Гостоптехиздат", 1952. С. 46 - 52.

27. Двойной слой и электродная кинетика. М.: "Наука", 1981. 376 с.

28. Делахей П. Двойной слой и кинетика электродных процессов. М.: "Мир", 1967. 351 с.

29. Жаворонкова В.В., Кормильцев В.В. К вопросу о происхождении вызванной поляризации пирита. Электрометрия при поисках сульфидных месторождений / сб. науч. тр. / Свердловск: УФ АН СССР. 1968. С. 19 - 22.

30. Добрынин В.М., Вендслыитейн Б.Ю., Кожевников Д. А. Петрофизика (Физика горных пород): Учеб. для вузов. под ред. Д. А. Кожевникова. М.: ФГУП Издательство "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. 2004. 368 с.

31. Жаворонкова В.В., Кормильцев В.В. Поляризация минеральных электродов переменным током. Фазовые и амплитудные измерения вызванной поляризации на рудных месторождениях / сб. науч. тр. Свердловск: УФ АН СССР. 1973. С. 5 - 17.

32. Жаворонкова В.В., Кормильцев В.В. Характер поляризации магнетита и графита / Теория и практика электрометрии / сб. науч. тр. Свердловск: УФ АН СССР. 1972. С. 66 - 74.

33. Жандалинов В.М. Электрические и электромагнитные зондирования при поисках коренных месторождений алмазов. Новосибирск: Академическое издательство "Гео". 2011. 275 с.

34. Жуков А.Н. Электроповерхностные явления в капиллярных и дисперсных системах. Учебное пособие. СПб., 2012. 112 с.

35. Ильин Ю.Т., Г.Б. Свешников Г.Б., Штерн Н. Л. Электрохимические свойства природных электродных проводников // Вопросы геофизики - Вып. 20 - 1970. - С. 139 - 152.

36. Ильин Ю.Т. Экспериментальное изучение нелинейной вызванной поляризации // Вопросы геофизики - 1994 - №33 - С. 177 - 186.

37. Ильина Е.К., Комаров В.А. Дифференциальная поляризуемость руд с проводящими включениями (на примере псиломелана) // Вопросы геофизики. - 1994 - №33 - С. 165 - 169.

38. Инструкция по электроразведке. М-во геологии СССР. М.: "Недра", 1984. 352 с.

39. Иоффе Л.М., Шубникова К.Г. Роль становления электрического поля при работе методом вызванной поляризации // Техника и методика разведки (ВИТР). 1972. С. 29 - 40.

40. Иоффе Л.М., Комаров В.А., Михайлов Г.М., Хлопонина Л.С., Смирнов А.А. Методические указания по применению электроразведочной станции СВП-74. Л.: 1979. 138 с.

41. Иськив Б.М., Лемец В.И., Васильев С.В., Кислый Б.И. О влиянии гидротермальных изменений на физические свойства пород (на примере молибденовых рудопроявлений) // Вопросы рудной геофизики в Казахстане - 1973 - №6 - С. 233 - 242.

42. Каменецкий Ф.К., Тимофеев В.М. Представление эффекта Максвелла-Вагнера через модель Коул-Коул в частотной и временной области // Физика земли. - 1992 - №12 - С. 94 - 98.

43. Каменецкий Ф.К. Некоторые особенности диспергирующей среды, не учитываемые при математическом моделировании электромагнитного поля // Геофизика - 1996 -№4 - С. 53 -55.

44. Карасев А.П., Сейфулин Р.С., Бумагин А.В., Красников В.И. Применение характеристик ранней стадии вызванной поляризации при поисках сульфидных месторождений. М.: "Недра", 1973. 128 с.

45. Карасев А.П., Птицин А.Б., Юдицких Е.Ю. Быстрые переходные процессы вызванной поляризации. Новосибирск: "Наука", 2005. 291 с.

46. Кобранова В.Н. Петрофизика. Учебник для вузов, М.: "Недра", 1986. 392 с.

47. Кокарев Г.А., Колесников В.Л., Капустин Ю.И. Межфазные явления на границе раздела оксид/раствор электролита: Учеб. пособие. М.: "РХТУ им. Д.И. Менделеева", 2004. 72 с.

48. Комаров В.А. О природе электрических полей вызванной поляризации и возможности их использования при поисках рудных месторождений // Вест. Ленград. Ун-та. Геология и география - 1957 - №6 - C. 29 - 40.

49. Комаров В.А. Вызванная поляризация горных пород и руд и использование ее при поисках рудных месторождений. Дис... канд. геол.-мин. наук. - Л., 1959. 170 с.

50. Комаров В.А. Метод вызванной поляризации и перспективы его применения для поисков вкрапленных руд // Сов. Геология - 1962 - №6 - С. 130 - 134.

51. Комаров В.А. Временные характеристики вызванной поляризации // Техника и методика разведки (ВИТР). Л.: 1965. C. 29 - 61.

52. Комаров В.А., Хлопонина Л.С., Белаш А.Н., Попов И.И., Шафаренко В.А. Скважинная электроразведка методом вызванной поляризации. Л.: "Недра", 1969. 158 с.

53. Комаров В.А. Временные и частотные параметры вызванной поляризации // Методика и техника разведки. ОНТИ ВИТР: Л., 1972, №81. С. 4 - 14.

54. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации. Л.: "Недра", 1980. 391 с.

55. Комаров В.А., Шубникова К.Г. О связи временных параметров вызванной поляризации с размерами поляризуемых тел / Методы разведочной геофизики. сб. науч. тр. / Л.: НПО "Рудгеофизика" - 1983. C. 109 - 114.

56. Комаров В.А. Геоэлектрохимия: Учебное пособие. СПб., 1994. 136 с.

57. Комаров В.А., Кашкевич М.П., Мовчан И.Б. Геофизические поля тел сфероидальной формы. СПб: 1998. 112 с.

58. Константиновский A.A. Структура и геодинамика Верхоянского складчато-надвигового пояса // Геодинамика. - 2007 - №5 - С. 3 - 22.

59. Кормильцев В.В., Улитин Р.В. Переходные процессы при вызванной поляризации пирита // Физика Земли. - 1966 - №7 - С. 71 - 78.

60. Кормильцев В.В. К вопросу о вызванной поляризации в высокодисперсных средах / сб. науч. тр. Свердловск: УФ АН СССР. 1968. С. 11 - 16.

61. Кормильцев В.В., Жаворонкова В.М. Импеданс поверхности полупроводникового электрода / Теория и практика электрометрии. сб. науч. тр. Свердловск: УФ АН СССР. 1972. С. 75 - 84.

62. Кормильцев В.В. Вызванная поляризация моделей и образцов горных пород на переменном токе / Фазовые и амплитудные измерения вызванной поляризации на рудных месторождениях / сб. науч. тр. / Свердловск: УФ АН СССР.1973. С. 23 - 33.

63. Кормильцев В.В. Вызванная поляризация модели обломочной породы со сферическими вкрапленниками / сб. науч. тр. Свердловск: УФ АН СССР. 1978. С. 14 - 29.

64. Кормильцев В.В. Переходные процессы при вызванной поляризации. М.: "Наука", 1980. 112 с.

65. Кормильцев В.В., Мезенцев А.Н. Электроразведка в поляризующихся средах. Свердловск. 1989. 125 с.

66. Куликов А.В., Шемякин Е.А. Электроразведка фазовым методом вызванной поляризации. М.: "Недра", 1978. 157 с.

67. Латышова М.Г. О зависимости между вызванными потенциалами и проницаемостью песчаников / Труды Моск. Нефт. Ин-та: М. 1953 - В. 12. - С. 75 - 79.

68. Левин А.И. Теоретические основы электрохимии: Учебное пособие. М.: 1963. 430 с.

69. Легейдо П.Ю., Мандельбаум М.М., Рыхлинский Н.И. Информативность дифференциальных методов электроразведки при изучении поляризующихся сред // Геофизика - 1997 - №3 - С. 49 - 56.

70. Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электрохимии: Учебник. Издательский Дом "Интеллект": 2008. 424 с.

71. Мезенцев А.Н. Становление и спад вызванной поляризации электронопроводящих включений эллипсоидальной формы // Изв. ВУЗ. Геология и Разведка - 1980 - №1 - С. 112 -121.

72. Метасоматизм и метасоматические породы. Колл, авторов. Ред. В.А.Жариков, В.Л.Русинов. - М. 1998. 492 с.

73. Методика локального прогноза скрытых месторождений золота и серебра. (под ред. Константинова М.М. и Нарсеева В.А.). ЦНИГРИ. М.: 1989. 160 с.

74. Михайлов Г.Н., Юргенс И.Р., Яговкин Б.В. Руководство по методу вызванной поляризации. Л.: "Недра", 1973. 168 с.

75. Московская Л.Ф. Выделение компонент элементарных поляризационных процессов из переходной характеристики вызванной поляризации // Российский геофизический журнал. 2000 - № 17 - 18 - С. 4 - 11.

76. Нарсеев В.А., Самарцев И.Т., Гусева Л.Д., Веселов А.В., Гузман Б.В. Прогнозная оценка глубоких горизонтов и флангов золоторудных месторождений. М.: ЦНИГРИ, 1989. 176 с.

77. Нечаева Н.Г. Результаты изучения временных характеристик вызванной поляризации // Вестник МГУ. - 1966 - №5 - С. 106 - 110.

78. Обушков А.В., Стружков С.Ф., Наталенко М.В., Рыжов О.Б., Кряжев С.Г., Радченко Ю.И. Геологическое строение и минералогия руд скрытого золото-серебряного месторождения Энгтери (Магаданская область) // Геология рудных месторождений - 2010 - Т. 52 - № 6 - С. 512 - 533.

79. Овчинников И.К., Бородулин С.Ф. О вызванной поляризации рудных зерен // Физика Земли. - 1965 - №8 - С. 66 - 72.

80. Овчинников И.К. Примизенкина Н.И. К теории разряда поляризованных рудных зерен // Физика Земли. - 1966 - №9 - С. 120 - 126.

81. Овчинников И.К., Жаворонкова В.В, Кормильцев В.В. Характер поляризации основных природных сульфидов // Физика Земли. - 1968 - №3 - С. 95 - 101.

82. Овчинников И.К., Жаворонкова В.В. Теория разряда поляризации рудных зерен // Физика Земли. - 1970 - №3 - С. 90 - 96.

83. Омельяненко Б.И. Околорудные гидротермальные изменения пород. М.: 1978. 215 с.

84. Пахомов М.Н., Пахомова В.Н. Петрофизический метод выделения и оценки метасоматитов. М.: "Недра", 1988. 152 с.

85. Петрофизика: Справочник. В трех книгах. Книга первая. Горные породы и полезные ископаемые / Под ред. Н.Б. Дортман. М.: "Недра", 1992. 256 с.

86. Постельников А.Ф. и Зив Л.А. Поляризуемость с рассеянной вкрапленностью частиц с электронной проводимостью / Тр. ЦНИГРИ. 1964. В. 59. С. 168 - 175.

87. Постельников А.Ф. О природе и механизме образования вызванной поляризации на образцах электронопроводящих горных пород / тр. ЦНИГРИ. 1964, В. 59. С. 153 - 154.

88. Путиков О.Ф. Основы теории нелинейных геоэлектрохимических методов поисков и разведки. СПб.: СПГГИ (ТУ), 2009. 534 с.

89. Ромм Е.С. Структурные модели порового пространства горных пород. Л.: "Недра", 1985. 240 с.

90. Рыжов О.Б., Стружков С.Ф., Аристов В.В. и др. Геологическое строение и состав руд золото-серебряного месторождения Джульетта (Северо-восток России) // Руды и металлы. -1995 - №2 - С. 66 - 79.

91. Рысс Ю.С. Геоэлектрохимические методы разведки. Л.: "Недра", 1983. 255 с.

92. Савицкая Т.А. Коллоидная химия: строение двойного электрического слоя, получение и устойчивость дисперсных систем. Пособие для студентов химического факультета / Т. А. Савицкая, Д. А. Котиков, Т. А. Шичкова - Минск: БГУ, 2011. 82 с.

93. Сахорова М.С., Батракова Ю.А. Электрохимические методы исследования природного минералообразования. М.: Изд-во Моск. У-та, 1985. 118 с.

94. Светов Б.С., Агеев В.В., Лебедева Н.А. Поляризуемость горных пород и феномен высокоразрешающей электроразведки // Геофизика. - 1996 - №4 - С. 42 - 52.

95. Светов Б.С. К вопросу о частотной дисперсии проводимости двухфазной геологической среды // Физика Земли. - 2002 - №1 - С. 46 - 52.

96. Светов Б.С. Основы геоэлектрики. М: Издательство "ЛКИ", 2008. 656 с.

97. Светов Б.И., Агеев А.А., Агеева А.О., Каринский А.Г. О связи феноменологического описания вызванной поляризации среды с происходящими в ней физическими процессами. Постановка вопроса // Геофизика - 2011 - В. 4. - С. 25 - 29.

98. Свешников Г.Б. Электрохимические процессы на сульфидных месторождениях. Л.: Изд. ЛГУ, 1967. 159 с.

99. Сергеев С.П. Методика и техника лабораторных измерений параметров вызванной поляризации / Методы разведочной геофизики. сб. науч. тр. Л.: НПО "Рудгеофизика" - 1990. С. 67 - 74.

100. Сидоров А.А., Белый В.Ф., Волков А.В., Савва Н.Е., Колов Е.Е. Золото-серебрянные месторождения и рудные комплексы Охотско-Чукотского вулканогенного пояса // Доклады академии наук. - 2009 - Т. 427 - №6 - С. 814 - 820.

101. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. Л.: "Госхимиздат", 1963. 609 с.

102. Смелов А.А., Ромашин С.С., Джунусов Т., Сейфуллин Р.С. О связи физических свойств горных пород с процессами околорудного изменения // Вопросы рудной геофизики в Казахстане. - 1979 - №6. - С. 194 - 199.

103. Смелов А.А., Сейфуллин Р.С. Некоторые результаты лабораторного изучения параметров спада вызванной поляризации // Вопросы рудной геофизики в Казахстане. - 1979 - С. 222 -228.

104. Смирнова А.А., Оленченко В.В. Разделение аномалий ВП по типам поляризующихся объектов на примере Пильнинского рудного поля // Российский геофизический журнал. - 2006 - В. 43 - 44 - С. 136 - 140.

105. Справочник по гидрохимии / под ред. А.М. Никанорова. Л.: "Гидрометеоиздат", 1989. 391 с.

106. Справочник по электрохимии / Под ред. А.М. Сухотина. Л.: "Химия", 1981. 488 с.

107. Стехин А.И., Олешкевич О.И., Барсегян В.В. Цены на минерально-сырьевую продукцию и открываемость месторождений // Охрана и разведка недр. - 2006 - №8 - С. 12 - 25.

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

109. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов: Учебное пособие для вузов. М.: "Энергоиздат", 1982. 320 с.

110. Титов К.В., Ильин Ю.Т., Коносавский П.К., Муслимов А.В., Рыбальченко О.В., Орлова О.Г. Изменение физических свойств загрязненного нефтепродуктами песка при бактериальном воздействии // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2012 - № 5 - С. 455 - 469.

111. Уэйт Дж.Р. Геоэлектромагнетизм. Пер. с англ. (Пер. изд.: США, 1982). М., "Недра", 1987. 235 с.

112. Феттер К. Электрохимическая кинетика. М.: "Химия", 1967. 856 с.

113. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). Справочник геофизика / Под ред. Н.Б. Дортман, М.: "Недра", 1984, 455 с.

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

115. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Учеб. для вузов. (2-е изд., перераб. и доп.). Л.: "Химия", 1984. 368 с.

116. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учеб. для вузов. (4-е изд., перераб. и доп.). М.: Химия, 1988. 464 с.

117. Фрумкин А.Н., Багоцкий В.С., Иофа З.А., Кабанов Б.Н. Кинетика электродных процессов. М.: 1952. 318 с.

118. Хомич В.Г., Иванов В.В., Фатьянов И.И. Типизация золото-серебряного оруденения. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. 292 с.

119. Человечков А.И., Гуревич Ю.М., Кормильцев В.В. Изучение электродного импеданса минералов на частотах 0.0004-100 Гц в связи с вызванной поляризацией на переменном токе / Теория и практика электрометрии. сб. науч. тр. Свердловск: УФ АН СССР. - 1972. С. 85 - 91.

120. Шаповалов О.М. Экспериментальное изучение переходных характеристик вызванной поляризации // Методика и техника разведки (ВИТР). - 1972 - №81 - С. 15 - 21.

121. Шаповалов О.М. Материалы о становлении электромагнитного поля в условиях рудных месторождений Урала // Техника и методика разведки (ВИТР). - 1972 - №81 - С. 22 - 28.

122. Шаповалов О.М., Черныш Ю.В., Кузьмичев В.В. Метод производной вызванной поляризации и его практическое применение / Методы разведочной геофизики. сб. науч. тр. Л.: НПО "Рудгеофизика" - 1983. С. 86 - 95.

123. Шейнман С.М. Современные физические основы теории электроразведки. Л.: "Недра", 1969. 222 с.

124. Шерешевский С.Н., Литманович Я.Л. Интерпретация результатов работ методом ВП с использованием спектрального разложения временных характеристик / Методы разведочной геофизики. сб. науч. тр. Л.: НПО "Рудгеофизика" - 1983. С. 3 - 12.

125. Шестернев Д.М., Карасев А.П., Оленченко В.В. Исследование криолитозоны методом РСВП. Новосибирск, Изд-во СО РАН: 2003. 238 с.

126. Юферева Л.П. Сравнительное экспериментальное изучение поляризации графита и пирита. Авт. реф. к. г.- м. н. Свердловск, 1982. 16 с.

127. Abdel Aal G.Z., Atekwana E.A. and Revil A. Geophysical signatures of disseminated iron minerals: A proxy for understanding subsurface biophysicochemical processes // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. - 2014. - V.119 - P. 1831-1849.

128. Anderson L.A. and Keller G.V. A study in induced polarization // Geophysics. - 1964 - V.9. - P. 848 - 864.

129. Angoran Y. and Madden T.R. Induced polarization: A preliminary study of its chemical basis // Geophysics. - 1977 - V.42 - P. 788 - 803.

130. Atekwana E.A. and Slater L.D. Biogeophysics: A new frontier in Earth science research // Reviews of Geophysics. - 2009 - V.47 - RG4004.

131. Bücker M. and Hördt A. Analytical modeling of membrane polarization with explicit parameterization of pore radii and the electrical double layer // Geophys. J. Int. - 2013 - V.194 (2) -P.804 - 813.

132. Bleil D.F. Induced polarization: a method of geophysical prospecting // Geophysics. - 1953 - V.18. - P. 636 - 661.

133. Chelidze T.L. and Gueguen Y. Electrical spectroscopy of porous rocks: a review - I. Theoretical models // Geophys. J. Int. - 1999 - V.137 - P.1 - 15.

134. Cole K.S., Cole R.H. Dispersion and absorption in dielectrics I. Alternating current characteristics // J. Chem. Phys. - 1941 - V.9 - P. 341 - 351.

135. Commer M., Newman G.A., Williams K. H. and Hubbard S.S. 3D induced-polarization data inversion for complex resistivity // Geophysics. - 2011 - V.76 - P. F157-F171.

136. Dias C.A. Developments in a model to describe low-frequency electrical polarization of rocks // Geophysics. 2000 - V.65 - P. 437 - 451.

137. Electroanalytical methods / Editor Fritz Scholz. Springer-Verlag. Berlin, 2010. 360 p.

138. Electrical phenomena at interfaces and biointerfaces: fundamentals and applications in nano-, bio, and environmental sciences / edited by Hiroyuki Ohshima. United States of America. 2012. 850 p.

139. Florsch N., Llubes M., Tereygeol F., Ghorbani A., Roblet P. Quantification of slag heap volumes and masses through the use of induced polarization: application to the Castel-Minier site // Journal of Archaeological Science. - 2011 - V.38 - P. 438-451.

140. Gurin G., Ilyin Yu., Tarasov A. and Titov K. Spectral induced polarization of disseminated electronic conductors: laboratory data obtained through time domain measurements // EGU General Assembly 2012 (22 - 27 April). Geophysical Research. Abstracts. Vienna. 2012, V. 14, EGU2012-6934.

141. Gurin G., Tarasov A., Ilyin Yu. and Titov K. Time domain spectral induced polarization of disseminated electronic conductors: laboratory data analysis through the Debye decomposition approach // Journal of Applied Geophysics. - 2013 - V. 98 - P. 44 - 53.

142. Gurin G., Tarasov A., Ilyin Yu. and Titov K. Application of the Debye decomposition approach to time domain induced polarization profiling data: a mining example // 3rd International Workshop on Induced Polarization (6 - 9 April). Abstracts. Oleron Island, France. 2014. P. 104 - 105.

143. Guptasarma D. Computation of the time-domain response of polarizable ground // Geophysics. 1982 - V.47 - P. 1574 - 1576.

144. Hall S.H. and Olhoeft G.R. Nonlinear complex resistivity of some nickel sulphides from western Australia // Geophysical Prospecting. - 1986 - V.34 - P. 1255 - 1276.

145. Hubbard C.G., West L.J., Rodriguez-Blanco J.D. and Shaw S. Laboratory study of spectral induced polarization responses of magnetite — Fe2+ redox reactions in porous media // Geophysics. - 2014 -V.79 - P. D21 - D30.

146. Keery J., Binley A., Elshenawy A. and Clifford J. Markov-chain Monte Carlo estimation of distributed Debye relaxations in spectral induced polarization // Geophysics. - 2012 - V.77 - P. E159-E170.

147. Keevil JR. N.B. and Ward S.H. Electrolyte activity: It's effect on induced polarization // Geophysics. -1962 - V.27 - P. 677 - 690.

148. Kemna A., Binley A., Cassiani G., Niederleithinger E., Revil A., Slater L., Williams K., Orozco A., Haegel F., Hördt A., Kruschwitz S., Leroux V., Titov K. and Zimmermann E. An overview of the spectral induced polarization method for near-surface applications // Near Surface Geophysics. -2012 - V.10 - P. 453 - 468.

149. Kirsch R. Groundwater Geophysics: A Tool for Hydrogeology. Berlin. 2006. 493 p.

150. Klein J.D. and Shuev R.T. Nonlinear impedance of mineral-electrolyte interfaces: Part I. Pyrite // Geophysics. - 1978 - V.43 - P. 1222 - 1234.

151. Klein J.D. and Shuev R.T. Nonlinear impedance of mineral-electrolyte interfaces: Part II. Galena, chalcopyrite, and graphite // Geophysics. - 1978 - V.43 - P. 1235 - 1249.

152. Klein J.D., Biegler T. and Horne M.D. Mineral interfacial processes in the method of induced polarization // Geophysics. 1984 - V.49 - P. 1105 - 1114.

153. Leroy P., Revil A., Kemna A., Cosenza P. and Ghorbani A. Complex conductivity of water-saturated packs of glass beads // Journal of Colloid and Interface Science. - 2008 - V.321 - P. 103117.

154. Lesmes D.P. and Frye K.M. Influence of pore fluid chemistry on the complex conductivity and induced polarization responses of Barea sandstone // J. of Geophysical Research. - 2001 - V.106 (B3) - P. 4079 - 4090.

155. Lesmes D.P., and Morgan F.D. Dielectric spectroscopy of sedimentary rocks // J. Geophys. Res. -2001 - V.106 - P. 13329 - 13346.

156. Li Y., Oldenburgz D. 3-D inversion of induced polarization data // Geophysics. - 2000 - V.65 -P.1931 - 1945.

157. Loke M.H. and Barker R.D. Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudo sections using a quasi-Newton method // Geophysical Prospecting. - 1996 - V.44 - P. 131 - 152.

158. Luo B.Y. Zhang G. Theory and application of spectral induced polarization. Society of Exploration Geophysicists. 1998. 165 p.

159. Mahan K.M., Redman J.D. and Strangway D.W. Complex resistivity of synthetic sulphide bearing rocks // Geophysical Prospecting. - 1986 - V.34 - P. 743 - 768.

160. Marshall D.J. and Madden Th.R. Induced polarization, a study of its causes. // Geophysics. - 1959 - V.26 - P. 790 - 816.

161. Merriam J.B. Induced polarization and surface electrochemistry // Geophysics. - 2007 - V.72 - P. F157 - F166.

162. Mewafy F.M., Werkema Jr. D.D., Atekwana E.A., Slater L.D., Aal G.A., Revil A. and Ntarlagiannis D. Evidence that bio-metallic mineral precipitation enhances the complex conductivity response at a hydrocarbon contaminated site // Journal of Applied Geophysics. - 2013 - V. 98 - P. 113 - 123.

163. Nabighian M.N. and Astenz M.W. Metalliferous mining geophysics - State of the art in the last decade of the 20th century and the beginning of the new millennium // Geophysics. - 2002 - V.67 -P. 964 - 978.

164. Nelson P.H., Van Voorhis G.D. Estimation of sulfide content from induced polarization data // Geophysics. - 1983 - V.48 - P. 62 - 75.

165. Nordsiek S., Weller A. A new approach to fitting induced-polarization spectra // Geophysics. -2008 - V.75 - P. F235 - F245.

166. Norman R., Paterson and Watson L. Geophysical developments and mine discoveries in the 20th century // The Leading Edge. - 2003 - V.22 - P. 558 - 561.

167. Ntarlagiannis D., Doherty R., Williams K.H. Spectral induced polarization signatures of abiotic FeS precipitation // Geophysics. - 2010 - V.75 - P. F127 - F133.

168. Okay G., Leroy P., Ghorbani A., Cosenza P., Camerlynck C., Cabrera J., Florsch N., and Revil A. Spectral induced polarization of clay-sand mixtures: Experiments and modeling // Geophysics. -2014 - V. 79 - P. E353-E375.

169. Oldenburg D. W. and Li Y. Inversion of induced polarization data // Geophysics. - 1994 -V.59 -P. 1327 - 1341.

170. Olhoeft G.R. Low-frequency electrical properties // Geophysics. - 1985 - V.50 - P. 588 - 609.

171. Operating Instructions SIP-Fuchs III. Berlin. 2012. 37 p.

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

173. Placencia-Gómez E., Slater L., Ntarlagiannis D., and Binley A. Laboratory SIP signatures associated with oxidation of disseminated metal sulfides // Journal of Contaminant Hydrology. - 2013 - V.148 - P. 25 - 38.

174. Placencia-Gómez E. and Slater L.D. Electrochemical spectral induced polarization modeling of artificial sulfide-sand mixtures // Geophysics. - 2014 - V. 79 - P. EN91-EN106.

175. Revil A. and Florsch N. Determination of permeability from spectral induced polarization in granular media // Geophys. J. Int. - 2010 - V.181 - P. 1480 - 1498.

176. Reynolds J.M. An introduction to applied and environmental geophysics. Great Britain, 1997. 796 p.

177. Schurr J.M. On the Theory of the Dielectric Dispersion of Spherical Colloidal particles in Electrolyte Solution // Journal of Physical Chemistry. - 1964 - V.68 - P. 2407 - 2413.

178. Schwarz G. A theory of the low-frequency dispersion of colloidal particles in electrolyte solution // J. Phys. Chem. - 1962 - V.66. - P. 2636 - 2642.

179. Scott J.B.T. and Barker R.D. Characterization of sandstone by electrical spectroscopy for stratigraphical and hydrogeological investigations // Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology. - 2005 - V.38 - P. 143 - 154.

180. Scott W.J. and West G.F. Induced polarization of synthetic, high-resistivity rocks containing disseminated sulfides // Geophysics. - 1969 - V.34 - P. 87 - 100.

181. Sigel H.O. Three recent Irish discovery case histories using pulse-type induced polarization transactions // Geophysics. - 1965 - VLXV - P. 343 - 348.

182. Sigel H.O., Vanhalaz H., Sheard N. Some case histories of source discrimination using timedomain spectral IP // Geophysics. - 1997 - V.62 - P. 1394 - 1408.

183. Slater L.D., Choi J. and Wu Y. Electrical properties of iron-sand columns: Implications for induced polarization investigation and performance monitoring of iron-wall barriers // Geophysics. - 2005 -V. 70 - P. G87 - G94.

184. Slater L., Ntarlagiannis D. and Wishart D. On the relationship between induced polarization and surface area in metal-sand and clay-sand mixtures // Geophysics. 2006 - V.70 - P. A1 - A5.

185. Sumner J.S. Principles of induced polarization for geophysical exploration. New York: 1976, 277 p.

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

187. Tarasov A. and Titov K. On the use of the Cole-Cole equations in spectral induced polarization // Geophysical Journal International. - 2013 - V.195 - P. 352 - 356.

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

189. Titov K., Gurin G., Tarasov A. and Akulina K. Spectral Induced Polarization: Frequency Domain versus Time Domain // 3rd International Workshop on Induced Polarization (6 - 9 April). Abstracts. Oléron Island, France. 2014. P. 78 - 79.

190. Tong M., Li L., Wang W., Jiang Y. Determining capillary-pressure curve, pore-size distribution, and permeability from induced polarization of shaley sand // Geophysics. - 2006 - V.71 - P. N33 -N40.

191. Tong M., Li L., Wang W., Jiang Y. A time-domain induced-polarization method for estimating permeability in a shaly sand reservoir // Geophysical Prospecting. - 2006 - V.54 - P. 623 - 631.

192. Tong M. and Honggen Tao H. Experimental study of induced polarization relaxation time spectra of shaley sands // Journal of Petroleum Science and Engineering - 2007 - V. 59 - P. 239 - 249.

193. User's manual SYSCAL Pro Standard & Switch (48 - 72 - 96 - 120). Orléans (France): IRIS Instruments. 2011. 89 p.

194. VanVoorhis G.D., Nelson H. and Drake T.L. Complex resistivity spectra of porphyry copper mineralization // Geophysics. - 1973 - V.38 - P. 49 - 60.

195. Vanhala H., Peltoniemi M. Spectral IP studies of Finnish ore prospects // Geophysics. -1992 -V.57 - P.1545 - 1555.

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

197. Weller A., Slater L., Nordsiek S. and Ntarlagiannis D. On the estimation of specific surface per unit pore volume from induced polarization: A robust empirical relation fits multiple data sets // Geophysics. - 2010 - V.75 - P.WA105-WA112.

198. Weller A., Breede K., Slater L. and Nordsiek S. Effect of changing water salinity on complex conductivity spectra of sandstones // Geophysics. 2011 - V.76 - P. F315 - F327.

199. Weller A., Slater L. and Nordsiek S. On the relationship between induced polarization and surface conductivity: Implications for petrophysical interpretation of electrical measurements // Geophysics.

- 2013 - V.78 - P. D315 - D325.

200. Wong J. An electrochemical model of the induced-polarization phenomenon in disseminated sulfide ores // Geophysics. - 1979 - V.44 - Р. 1245 - 1265.

201. Wong J. and Strangway D.W. Induced polarization in disseminated sulfide ores containing elongated mineralization // Geophysics. - 1981 - V.46 - P. 1258 - 1261.

202. Young G. and Johnston D. The association of microfine pyrite with Gold in Carlin-type deposits as determined by complex resistivity measurements. SEG Technical Program Expanded Abstracts 1986: P. 167 - 168.

203. Yuval, Oldenburg D.W. Computation of Cole-Cole parameters from IP data // Geophysics. - 1997

- V.62 - P. 436 - 448.

204. Zhang C., Revil A., Fujita Y., Munakata-Marr J. and Redden G. Quadrature conductivity: A quantitative indicator of bacterial abundance in porous media // Geophysics. - 2014 - V.79 - P. D363-D375.

205. Zhdanov M. Generalized effective-medium theory of induced polarization // Geophysics. - 2008

- V.73 - P. F197 - F211.

206. Zhdanov M.S., Burtman V., Endo M., Wilson G.A. Laboratory-based GEMTIP analysis of spectral IP data for mineral discrimination // SEG Technical Program Expanded. 2012. Abstracts. P. 1 - 5.

207. Zisser N., Kemna A., Nover G. Relationship between low-frequency electrical properties and hydraulic permeability of low-permeability sandstones // Geophysics. - 2010 - V.75 - P. E131 -E141.