ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DÒ KHOÁNG SẢN - PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TRỞ Investigation, evaluation and exploration of minerals - Resistivity method

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9432 : 2012 ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DỊ KHỐNG SẢN - PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TRỞ Investigation, evaluation and exploration of minerals - Resistivity method Lời nói đầu TCVN 9432 : 2012 - Điều tra, đánh giá thăm dị khống sản - Phương pháp điện trở - Tổng Cục Địa chất Khống sản biên soạn, Bộ Tài ngun Mơi trường đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DỊ KHỐNG SẢN - PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TRỞ Investigation, Evaluation and Exploration of minerals - Resistivity method Nguyên tắc phạm vi áp dụng 1.1 Nguyên tắc phương pháp: Phương pháp thăm dò điện trở phương pháp địa vật lý nghiên cứu thay đổi điện trở suất đất đá có dịng điện chiều (hoặc xoay chiều tần số thấp) qua 1.2 Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn quy định phương pháp thăm dò điện trở để giải nhiệm vụ điều tra địa chất; khảo sát, đánh giá, thăm dị khống sản có ích; địa chất môi trường; tai biến địa chất; địa chất thủy văn; địa chất cơng trình lĩnh vực khác Các thuật ngữ, định nghĩa 2.1 Thăm dò điện (electricity survey): phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc vỏ trái đất tìm kiếm, phát hiện, đánh giá khoáng sản dựa việc quan sát trường điện, trường điện từ có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo 2.2 Mặt cắt địa điện (electro - geological cross-section): mặt cắt địa chất xây dựng theo tham số điện mà thường tham số điện trở suất 2.3 Mơ hình địa điện chiều (1 dimension model - 1D): mô hình mặt cắt địa điện gồm trường hợp: 2.3.1 Mặt cắt phân lớp nằm ngang (horizontal cross-section): mô hình giống mơi trường trầm tích gồm lớp nằm ngang có điện trở suất 1,h1; 2,h2;…; n,hn với hàm điện trở suất phụ thuộc vào chiều sâu  = (z) 2.3.2 Mặt cắt phân lớp thẳng đứng (vertical cross-section): mơ hình tương tự mơi trường đất đá bị bóc mịn cịn đá gốc có ranh giới dốc đứng, có hàm điện trở suất phụ thuộc chiều ngang  = (x) 2.4 Mơ hình địa điện chiều (2 dimension model - 2D): mặt cắt địa điện có tham số điện thay đổi theo chiều (chiều ngang chiều sâu), chiều không thay đổi, hàm điện trở suất  = (x,z) khơng thay đổi theo phương y 2.5 Mơ hình địa điện chiều (3 dimension - 3D): khối địa điện có tham số điện thay đổi theo chiều x, y, z gần với môi trường thực tế Trong mơ hình này, hàm điện trở suất  = (x,y,z) 2.6 Điện trở suất đất đá quặng (resistivity of rock, soil and ore): điện trở khối hộp đất đá quặng có hình lập phương với chiều dài cạnh đơn vị dài (m cm) Điện trở suất đất đá quặng thường ký hiệu  có thứ nguyên m 2.7 Hệ số thiết bị điện cực (coefficent of electrode array): hệ số phụ thuộc vào vị trí điện cực phát thu cắm mặt đất Hệ số thiết bị điện cực thường ký hiệu K có thứ nguyên đơn vị chiều dài m cm 2.8 Điện trở suất biểu kiến (apparent resistivity): tham số điện trở suất đo tính tốn hệ thiết bị điện cực mặt đất Điện trở suất biểu kiến thường ký hiệu k có thứ nguyên m 2.9 Điện cực (electrode): vật dẫn điện dùng để đưa dòng điện nhân tạo từ nguồn phát vào đất đá thông qua dây dẫn điện thu dòng điện sinh đất đá qua dây dẫn điện tới máy thu Trong thăm dị điện, có loại điện cực: điện cực phát điện cực thu Điện cực phát thường làm sắt, điện cực thu thường làm đồng kim loại dẫn điện tốt Máy, thiết bị sử dụng 3.1 Yêu cầu máy, thiết bị 3.1.1 Các máy đo dùng phương pháp đo điện trở máy đo điện thị kim số, đơn cực đa cực 3.1.2 Khi đo đạc thực địa, giá trị hiệu điện đo phải nằm giới hạn đo xác loại máy sử dụng 3.1.3 Các dụng cụ, vật tư kèm với máy: dây dẫn điện, nguồn điện (pin, acquy máy phát điện), điện cực phát thu, thiết bị phụ trợ khác 3.2 Kiểm tra, đánh giá chất lượng máy, thiết bị 3.2.1 Các máy đo thăm dò điện phải kiểm định hiệu chuẩn trước đưa vào sản xuất Đối với máy danh mục quy định Tiêu chuẩn ngành phải kiểm định theo quy định hành Với máy khác phải tiến hành hiệu chuẩn để kiểm tra chế độ hoạt động tiêu chuẩn kỹ thuật máy theo quy định nhà sản xuất 3.2.2 Trong trình thi công thực địa, định kỳ tháng lần, máy phải kiểm định hiệu chuẩn Nội dung trình tự kiểm định/hiệu chuẩn máy phải tiến hành theo quy trình kiểm định theo tiêu chuẩn ngành hướng dẫn lý lịch máy 3.2.3 Các số liệu kiểm định/hiệu chuẩn máy phải ghi vào sổ theo dõi máy; giấy chứng nhận kiểm định/hiệu chuẩn phải lưu giữ hồ sơ kèm theo máy 3.2.4 Phải kiểm tra độ dẫn điện, độ cách điện, độ bền học dây điện phát thu; khả tiếp xúc điện cực; nguồn phát điện… trước đưa vào sản xuất Công tác thực địa 4.1 Nhân lực cho tổ đo thực địa tối thiểu gồm: kỹ sư địa vật lý, kỹ thuật viên đến công nhân kỹ thuật Căn vào yêu cầu kỹ thuật cụ thể đề án duyệt để lựa chọn loại máy thiết bị phụ trợ kèm theo phù hợp Mọi công tác chuẩn bị phải hồn tất trước tiến hành thi cơng thực địa 4.2 Tỷ lệ mạng lưới đo đạc 4.2.1 Tỷ lệ mạng lưới đo điện trở tương đương với tỷ lệ mạng lưới đo địa chất, địa vật lý khác, theo yêu cầu nhiệm vụ cụ thể quy định đề án Trong điều kiện địa chất, khống sản, địa hình phức tạp, tỷ lệ đo đạc phương pháp nạp điện phải lớn tỷ lệ đo vẽ địa chất bậc 4.2.2 Đo đạc phương pháp điện trở tiến hành theo mạng lưới chuẩn bị trước Mạng lưới đo đạc gồm tuyến trục bố trí song song với phương đối tượng khảo sát, tuyến ngang cắt vuông góc gần vng góc với tuyến trục Tỷ lệ mạng lưới đo đạc quy định bảng Bảng Tỷ lệ mạng lưới đo Tỷ lệ đo vẽ Bậc tỷ lệ Khoảng cách tuyến Khoảng cách điểm đo đạc (m) (m) 1: 100.000 Trung bình 1000 100 - 200 1: 50.000 Lớn 500 50 - 100 1: 25.000 Lớn 250 15 - 50 1: 10.000 Chi tiết 100 10 - 40 1: 5.000 Chi tiết 50 - 20 1: 2.000 Chi tiết 20 2,5 - 10 4.2.3 Khi lựa chọn tỷ lệ mạng lưới tuyến điểm quan trắc, khoảng cách tuyến phải đảm bảo đối tượng nghiên cứu (thân quặng, cấu tạo đối tượng khác…) có kích thước nhỏ phải thể ba tuyến ba điểm quan trắc tuyến cắt qua đối tượng nghiên cứu 4.2.4 Các nội dung cơng tác trắc địa cơng tác thăm dị điện phải thực theo quy định Tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc gia công tác trắc địa khảo sát địa vật lý 4.3 Đo đạc thực địa 4.3.1 Đo mặt cắt điện trở: 4.3.1.1 Căn vào nhiệm vụ đề án, đặc điểm địa chất, chiều sâu nằm đối tượng cần nghiên cứu điều kiện công tác để lựa chọn dạng đo mặt cắt điện trở, kích thước thiết bị thu, phát, mạng lưới đo đạc máy đo thích hợp 4.3.1.2 Các phương pháp mặt cắt điện trở đối xứng bao gồm hệ thiết bị đối xứng AMNB, đối xứng phức tạp AA'MNB'B, mặt cắt lưỡng cực ABMN sử dụng để giải nhiệm vụ đo vẽ lập đồ địa chất kể điều tra theo tuyến với tỷ lệ 1:10.000 lớn Căn vào yêu cầu chiều sâu khảo sát để lựa chọn khoảng cách AB thiết bị AA'MNBB' phù hợp Các thiết bị AMNB ABMN với khoảng cách điện cực phát (I AB) khoảng cách tâm lưỡng cực phát AB lưỡng cực thu MN (loo') 200 m nhỏ sử dụng để điều tra chiều sâu không lớn, mặt cắt điện - địa chất tương đối đơn giản Khi điều kiện điện - địa chất tương đối phức tạp phải áp dụng thiết bị AA'MNB'B ABA'B'MN 4.3.1.3 Các phương pháp mặt cắt điện trở liên hợp, lưỡng cực biến thể phương pháp gradien ứng dụng cho mục đích đánh giá, khảo sát thăm dị khống sản có ích (các thân quặng sulfur, mạch pecmatit, thạch anh, vỉa than v.v…) đo vẽ đồ chi tiết 4.3.1.4 Khi đo đạc phương pháp cắt điện trở gradien, với vị trí điện cực phát AB phải khảo sát lấy số liệu vùng có từ  tuyến kề liền Việc đo đạc thực tuyến khoảng AB (gradien trung gian) với độ dài 0,8I AB/2 hai phía đường dây phát cách điện cực phát khoảng đủ đảm bảo độ sâu nghiên cứu cần thiết Đôi đo đạc thực phạm vi điện cực phát (biến thể đo gradien vùng ngoài) khoảng cách từ  lần chiều dài IAB/2 so với tâm đường dây AB 4.3.1.5 Khi sử dụng phương pháp mặt cắt đối xứng kép AA'MNB'B, độ dài I AB IA'B' phải bội số độ dài IMN bước đo Hiệu độ dài IAB IA'B' phải lớn lần IMN chúng phải lựa chọn để nghiên cứu đặc trưng mặt cắt điện - địa chất cách đầy đủ 4.3.1.6 Khi đo đạc phương pháp mặt cắt điện trở cực liên hợp chiều dài tối ưu khoảng cách thiết bị IAO IOB chọn theo chiều sâu phân bố kích thước đối tượng nghiên cứu, theo biểu thức sau: IAO = (8h + d) (4.1) Trong đó: d: chiều dày lớp phủ (tính mét), h: chiều sâu giả định tới mép đối tượng nghiên cứu (tính mét), 1, 2: điện trở suất lớp phủ đá vây quanh (tính m) Bước đo độ dài kích thước MN thiết bị chọn thích hợp với bề rộng đối tượng bảo đảm độ xác đo đạc Điện cực vơ bố trí cách xa khu cơng tác khoảng khơng nhỏ 10 lần IAO có đới điện trở cao lớp phủ mỏng 4.3.1.7 Với phương pháp mặt cắt điện trở lưỡng cực, kích thước lưỡng cực phát thu Chỉ cơng tác chi tiết hóa thiết bị lưỡng cực hai cánh sử dụng lưỡng cực thu có kích thước ngắn lưỡng cực phát 4.3.1.8 Mạng lưới khảo sát kích thước hệ điện cực phương pháp mặt cắt điện trở phải chọn cho ghi nhận đối tượng nghiên cứu cách rõ ràng Mỗi đối tượng nghiên cứu phải có tuyến cắt qua tuyến có điểm dị thường Căn vào số liệu đo sâu điện vào kết công tác thử nghiệm tuyến cắt qua đối tượng biết để lựa chọn kích thước hệ điện cực thích hợp 4.3.1.9 Việc chi tiết hóa (đan dày mạng lưới thu ngắn bước đo) phải thực sau kết thúc đo đạc vùng nơi có dị thường triển vọng khoáng sản Khi di chuyển đường dây phát AB đến đoạn tuyến phải tiến hành đo gối đoạn tuyến đo trước từ đến điểm Trường hợp phát dị thường đầu nút tuyến việc đo đạc phải thực tiếp gặp trường bình thường 4.3.1.10 Sai số đo đạc phương pháp mặt cắt điện trở xác định theo hiệu trung bình tương đối giá trị bk (hoặc U/I) lần đo đạc đo đạc kiểm tra Hiệu tương đối trung bình đo đạc tồn vùng khơng  10% Tài liệu đo mặt cắt điện trở dùng để phân tích định lượng đạt sai số nhỏ (tới 5%) 4.3.2 Phương pháp đo sâu điện trở 4.3.2.1 Phương pháp đo sâu điện trở (ĐSĐT) nghiên cứu thay đổi điện trở suất biểu kiến theo chiều sâu điểm đo mặt đất việc mở rộng dần kích thước hệ điện cực để tăng dần chiều sâu nghiên cứu 4.3.2.2 Phương pháp đo sâu điện trở tiến hành tỉ lệ công tác điều tra địa chất, địa chất thủy văn, địa chất cơng trình; đánh giá, khảo sát thăm dị khống sản có ích, nước đất, nước khống, nước nóng; địa chất môi trường, tai biến địa chất; khảo sát thiết kế cơng trình xây dựng, thủy điện, thủy lợi lĩnh vực khác 4.3.2.3 Điều kiện thuận lợi để áp dụng phương pháp đo sâu điện trở: Các đối tượng nghiên cứu có dạng nằm ngang gần nằm ngang (góc nghiêng ranh giới điện - địa chất nhỏ 20o); khơng có tầng chắn (tầng có điện trở suất biểu kiến cao thấp) nằm đối tượng nghiên cứu 4.3.2.4 Các phương pháp đo sâu điện trở sử dụng hệ thiết bị thông dụng sau: đo sâu điện trở đối xứng, đo sâu lưỡng cực (lưỡng cực trục, lưỡng cực trục liên tục đều, lưỡng cực phương vị, lưỡng cực xích đạo) Tùy thuộc vào độ sâu, hình dạng, nằm, kích thước đối tượng nghiên cứu đặc điểm địa điện lát cắt địa chất để lựa chọn hệ thiết bị đo phù hợp 4.3.2.5 Độ dài lớn thiết bị xác định việc ghi nhận rõ ràng tầng điện tựa đường cong đo sâu điện trở (đường cong đo sâu điện trở tạo với trục nằm ngang góc gần 45 o giấy loga kép tiêu chuẩn) Phương rải dây đường phát AB phải chọn theo đặc điểm kiến tạo địa mạo vùng công tác, điều kiện lại điều kiện thuận lợi cho sản xuất 4.3.2.6 Khi cắm cực tiếp đất, đặc biệt làm việc với khoảng cách thiết bị lớn phải tìm biện pháp để giảm điện trở tiếp đất Trường hợp điều kiện tiếp đất khơng thuận lợi phép xê dịch vị trí điện cực so với điểm định sang vị trí có điều kiện tiếp đất thuận lợi Nếu việc xê dịch gây thay đổi khoảng cách thiết bị giá trị bk khơng q 2% khơng cần phải hiệu chỉnh; với khoảng cách lớn phải tính lại hệ số thiết bị K 4.3.2.7 Tiếp đất đường dây phát điện cực thép sắt, đường dây thu điện cực đồng kim loại dẫn điện tốt khác Khi làm việc trạm máy phát điện phải sử dụng điện cực thu không phân cực Sự thay đổi hiệu điện phân cực riêng điện cực không phân cực không 10 V/phút Khi đo đạc khoảng cách thiết bị nhỏ, cực tiếp đất dùng điện cực Khi mở rộng khoảng cách thiết bị phải tăng số điện cực tiếp đất (chùm điện cực) Khi khoảng cách điện cực chùm phải lớn hai lần độ dài phần điện cực cắm vào đất điện cực cắm thành hàng thẳng theo phương vng góc với tuyến, đường trịn hình vng 4.3.2.8 Chiều dài đường kính chùm điện cực tiếp đất (khoảng cách điện cực đầu điện cực cuối đường kính chùm điện cực tiếp đất) không lớn 0,1 chiều dài khoảng cách từ chùm điện cực tiếp đất tới điện cực thu điện cực phát gần Khi đo đạc khoảng cách thiết bị nhỏ cần phải đảm bảo chiều sâu cắm đất điện cực không vượt 0,1 khoảng cách đến cực tiếp đất gần để bảo đảm tính chất điểm cực tiếp đất 4.3.2.9 Nguồn phát dùng phương pháp đo sâu điện trở với khoảng cách thiết bị nhỏ vừa loại pin khô acqui, với khoảng cách thiết bị lớn phải dùng trạm phát điện dòng chiều trạm phát điện xoay chiều có phận chỉnh lưu thành dịng chiều Với phép đo có chiều dài dây thu từ 1,5  2,0 km phải lựa chọn thời gian đo trường điện telua yếu 4.3.2.10 Trên tất điểm đo đạc, đường cong đo sâu quy luật phải kiểm tra lại kích thước thiết bị, phương đường dây (trong thiết bị lưỡng cực), lấy lại số đo, kiểm tra rò điện đường dây (khi đo theo hệ thiết bị AMNB AMN, B có thay đổi mạnh điện trở tiếp đất) 4.3.2.11 Khi đo sâu điện trở để giải nhiệm vụ địa chất cơng trình địa chất thủy văn điều kiện mặt cắt địa chất thủy văn có thay đổi theo thời gian phải tiến hành đo đạc kiểm tra thời khoảng ngắn Các đo đạc kiểm tra tiến hành điều kiện thời tiết khác với lần đo đạc (mùa mưa mùa khơ, mưa nắng) phép loại trừ giá trị đo thuộc nhánh trái đường cong để tính tốn sai số đo đạc ảnh hưởng thời tiết 4.3.2.12 Trường hợp có bất đồng ngang mặt cắt địa chất phải đo sâu "vng góc" số điểm phân bổ đồng diện tích khảo sát; đồng thời đo mặt cắt điện theo số tuyến Số lượng điểm đo sâu "vuông góc" khơng 3% tổng số điểm đo sâu, bao gồm đo sâu bên cạnh lỗ khoan có diện tích khảo sát diện tích lân cận có điều kiện địa chất tương tự (khi diện tích khảo sát khơng có lỗ khoan) Trong trường hợp đặc biệt, để xác lập mức độ phương chủ yếu bất đồng ngang phải đo sâu vịng theo phương cắt góc 45 o 4.3.2.13 Các kết đo đạc phương pháp đo sâu điện trở ghi vào sổ thực địa theo mẫu thống băng đĩa từ theo quy định, đồng thời dựng đường cong đo sâu điện giấy loga kép sổ ghi chép thực địa 4.3.3 Các phương pháp đo sâu điện trở 4.3.3.1 Đo sâu điện trở thẳng đứng hệ thiết bị đối xứng 4.3.3.1.1 Đo sâu điện thẳng đứng hệ thiết bị đối xứng, gọi tắt đo sâu điện trở đối xứng (ĐSĐX), tâm điểm đo phải bố trí tuyến thẳng có phương trùng với phương đường dây phát thu (trừ trường hợp đo đạc theo lộ trình) 4.3.3.1.2 Đo sâu điện thẳng đứng tiến hành theo hệ thiết bị đối xứng AMNB Việc chọn độ dài khoảng cách hệ thiết bị thực theo nguyên tắc: vị trí biểu diễn chiều dài thiết bị AB/2 cách tương đối giấy logarit kép; khoảng cách thiết bị phải thể lớp địa điện thứ nhất; tỷ số chiều dài thiết bị sau so với thiết bị trước không 1,5; tỷ lệ chiều dài AB MN không nhỏ 3,0; tỷ số lớn AB MN không 20 Khi tỷ số AB/MN lớn 20 phải mở rộng chiều dài MN đo gối khoảng cách thiết bị chuyển tiếp hai đường thu MN 4.3.3.1.3 Hệ số thiết bị K điện trở suất biểu kiến bk tính theo công thức sau: Kdx = [m] (4.2) bk = Kdx x [m] (4.3) Trong đó: IAN, IAM, IMN - khoảng cách tương ứng điện cực tính m I - Cường độ dòng điện, mA U - Hiệu điện đo mV Khi đo sâu điện trở ba cực hệ thiết bị AMN, B sử dụng bảng tính sẵn chiều dài hệ điện cực trên, hệ số thiết bị KĐSĐX phải tăng gấp đơi Trong trường hợp mơi trường có điện trở suất thấp, khó đo hiệu điện hai điện cực thu, áp dụng đo sâu điện thẳng đứng hệ thiết bị Wenner với IAB = 3IMN 4.3.3.1.4 Việc rải dây dẫn đo sâu điện trở đối xứng phải thực theo tuyến phát trước định hướng địa bàn, cho đường dây khơng trệch khỏi phương tuyến góc lớn 10o 4.3.3.1.5 Sai lệch xác định khoảng cách cực tiếp đất không 1% Với khoảng cách cực tiếp đất liền kề không vượt m sai lệch phép tới 3% 4.3.3.1.6 Khi đo đạc với chiều dài thiết bị AB lớn, đường dây thu phải rải cách xa đường dây phát để giảm nhiễu cảm ứng lên đường dây thu MN 4.3.3.2 Đo sâu điện trở lưỡng cực 4.3.3.2.1 Khi đo sâu điện trở lưỡng cực (ĐSLC), đường trục thiết bị (đường nối tâm lưỡng cực thu lưỡng cực phát) phải bố trí vng góc với đường phương tầng điện tựa để thu phân dị lớn khoảng cách thiết bị lớn 4.3.3.2.2 Khi sử dụng hai lưỡng cực thu MN M' N' hai phía lưỡng cực phát AB, ghi hai giá trị bk thiết bị ABMN 'bk thiết bị AB M' N' 4.3.3.2.3 Các tâm ĐSLC hai cánh (tâm AB) phải bố trí tuyến thẳng có phương trùng với phương đường trục hệ thiết bị ĐSLC Trên tuyến đo đạc, khoảng cách 100m cắm cọc để xác định xác khoảng cách tâm lưỡng cực phát lưỡng cực thu (trừ trường hợp đo theo lộ trình) 4.3.3.2.4 Phải lựa chọn kích thước lưỡng cực phát thu cho hiệu điện đo đạc mạch thu đảm bảo xác theo máy đo sử dụng 4.3.3.2.5 Khi sử dụng phương pháp đo sâu lưỡng cực xích đạo (ĐSLCX), kích thước lưỡng cực thu IMN phải nhỏ 0,2R; kích thước hệ thiết bị phát IAB < 0,5 R Trong R - khoảng cách tâm lưỡng cực phát AB lưỡng cực thu MN Phương lưỡng cực phát thu không lệch khỏi phương vng góc với đường trục đo sâu 1,5 o Sai số xác định kích thước hệ thiết bị không 1% Khoảng cách R ĐSLCX xác định theo công thức: R  R  I AB / [m] (4.4) Các kích thước hệ thiết bị ĐSLCX thay đổi tùy thuộc vào tính chất mặt cắt điện - địa chất, điều kiện đo đạc, đặc điểm cụ thể địa hình tuân thủ quy tắc: Tỉ số khoảng cách lần sau khoảng cách lần trước không vượt 1,5  1,7; Khoảng đo gối thay đổi khoảng cách hệ thiết bị phát phải 15% khoảng cách tác dụng ứng với điểm đầu khoảng đo gối Hệ số KĐSLCX thiết bị đo sâu lưỡng cực xích đạo tính theo cơng thức: KĐSLCX = 2.R3 /lAB.lMN [m] (4.5) Trong đó: R - khoảng cách thiết bị (khoảng cách tâm lưỡng cực AB MN), tính mét lAB, lMN - khoảng cách điện cực phát thu tương ứng, tính mét Điện trở suất biểu kiến bk tính theo công thức: bk = KĐSLCX U/I [m] (4.6) Cường độ dịng điện I tính Ampe, hiệu điện AU tính mV 4.3.3.2.6 Đo sâu điện trở lưỡng cực phương vị (ĐSLCP) dùng để khảo sát vùng di chuyển thiết bị lưỡng cực thu theo đường giao thông Không áp dụng phương pháp ĐSLCP trường hợp điện trở suất biểu kiến mặt cắt điện - địa chất thay đổi mạnh theo phương nằm ngang cấu tạo địa chất có góc dốc lớn Kích thước lưỡng cực phát thu (R) ĐSLCP phải thỏa mãn điều kiện I AB  0,6R, IMN  0,2R Sai số xác định kích thước thiết bị khơng q 0,5% Phương vị dây phát phải chọn cho góc phương mạch dây phát phương đường nối tâm mạch phát mạch dây thu nằm khoảng 70  110o Có thể tiến hành đo đạc vài phương vị khác dây phát, tùy thuộc vào phương di chuyển lưỡng cực thu Khi thay đổi phương lưỡng cực phát phải đo lặp để đường cong bk thu với phương khác nhau, có điểm kề đo lặp Các cực thu MN phải bố trí xác tới độ, theo phương vng góc với đường nối tới tâm cực phát Khoảng cách tác dụng thiết bị ĐSLCP xác định theo biểu thức sau: R = pR [m] (4.7) Trong đó: P - Hệ số điều chỉnh, xác định theo toán đồ R - Khoảng cách thiết bị, [m] Hệ số thiết bị Kđslcp tính theo công thức: Kdslcp = 2 R (4.8) l AB l MN sin  Trong đó: IAB, IMN - khoảng cách điện cực tương ứng;  góc đường nối tâm lưỡng cực với phương lưỡng cực phát AB Điện trở suất biểu kiến xác định theo biểu thức: bk = Kđslcp U(mV)/I(A) [m] (4.9) Các nhánh đầu đường cong ĐSLCX ĐSLCP phải đo hệ thiết bị ABMN tới I AB/2 = 200 đến 500m Các nhánh đầu nhánh cuối đường cong đo hệ thiết bị khác phải đo gối điểm đo 4.3.3.2.7 Trong phương pháp điện trở lưỡng cực trục (ĐSLCT), điện cực phát điện cực thu phải bố trí đường thẳng Khoảng cách tâm lưỡng cực chọn ĐSLCX Kích thước lưỡng cực không lớn 0,2 khoảng cách tác dụng R Độ sai lệch cho phép tâm lưỡng cực thu khỏi đường trục kéo dài qua điện cực phát không 0,1R Phương lưỡng cực thu phải trùng với phương lưỡng cực phát với sai số cho phép 2o Hệ số thiết bị ĐSLCT hệ thiết bị lưỡng cực trục xác định theo biểu thức (1) (16) với góc  0, sin  = cos  = Điện trở suất biểu kiến tính theo công thức: bk = KĐSLCT U(mV)/I(A) [m] (4.10) Trong điều kiện cần thiết cho phép độ lệch tâm lưỡng cực thu so với đường trục kéo dài qua điện cực phát tới 0,2R sai khác phương lưỡng cực tới 20 o, phải điều chỉnh giá trị khoảng cách thiết bị hệ số K ĐSLCT 4.3.3.2.8 Phương pháp đo sâu điện trở lưỡng cực trục liên tục (LCTLTĐ) phương pháp đo sâu điện trở lưỡng cực trục với cách bố trí điện cực AB = MN = a = d (trong a khoảng cách điện cực; d bước dịch chuyển tuyến đo) Phương pháp ĐSLCTLTĐ có độ phân giải cao, tiến hành vùng có địa hình tương đối phức tạp nhạy việc phát đối tượng nghiên cứu dạng ổ, thấu kính vỉa cắm dốc đứng Để tiến hành ĐSLCTLTĐ tuyến đo điện cực đóng thẳng hàng cách với khoảng cách a Khi đo đạc, điện cực phát AB giữ cố định, điện cực thu MN di chuyển tuyến với bước a đo đạc xác hiệu điện hai cực thu Điện trở suất biểu kiến cự ly thiết bị tính theo cơng thức sau: k(Zn) = K [m] (4.11) Với K = n(n+1) (n+2) .a U = UMN: Hiệu đo lưỡng cực thu MN, mV I = IAB: Cường độ dòng phát qua lưỡng cực AB, mA Zn = [(n+1)a]/2: Chiều sâu hiệu dụng, m n thứ tự thực cự ly đo sâu Khi đất đá nằm lớp phủ có điện trở suất thấp cỡ vài chục m, hiệu điện UMN suy giảm nhanh khó đo đạc xác cự ly cuối, tiến hành ĐSLCLTĐ với hai nhiều kích thước lưỡng cực khác Chiều sâu khảo sát phụ thuộc vào độ dài lưỡng cực Chiều sâu hiệu dụng Z n tính theo cơng thức: Zn = (n+1)(a/2) (4.12) Các kết đo đạc phương pháp ĐSLCTLTĐ xử lý, phân tích phần mềm RES2DINV phần mềm có tính tương tự để lập mặt cắt địa điện, dùng cho việc giải thích địa chất đối tượng nghiên cứu 4.3.3.2.9 Trong phương pháp đo sâu điện trở đối xứng lưỡng cực hợp (ĐSĐ ĐX-LC), hai điện cực phát AB bố trí hai cặp điện cực thu M1 M2 N1 N2 phía cặp điện cực AB Ở vị trí phân bố hệ cực, phát dòng điện I qua cặp điện cực AB phải đo cường độ dòng điện I hiệu Us1, Us2, UrR, UrL Xác định tổng hiệu theo biểu thức:  U J U s1  U s  U rR  U rL j (4.13) sai số khép: j =  U j /  U j j (4.14) j Với máy đo thông dụng, yêu cầu sai số khép không vượt q 2% Khi máy đo khơng có phận lọc nhiễu tốt khoảng mở hệ cực đo lớn (M 2N2 cỡ 1000m), tiến hành phát dịng cặp điện cực ngồi đo hiệu điện cặp điện cực bên Khi phải đo giá trị dòng phát Ij hiệu Uj tương ứng Sai số khép tính theo biểu thức: i = (j U j / I j ) /( j U j / I j ) (4.15) Sai số khép trường hợp không 3% Ở vị trí hệ cực đo, điện trở suất biểu kiến theo công thức: S1 = KS1 ; S2 = KS2 ; (4.16) rR = KrR ;rL = KrL ; (4.17) hai giá trị trung bình:  s   s  s (4.18) r = (rR + rL)/2 = Kr (rR + UrL)/I (4.19) giá trị điện trở suất biểu kiến tổng hợp: p = s / (2 r  1) [m] s (4.20) Các số liệu quan trắc thực địa ghi chép, tính tốn vẽ đồ thị theo mẫu quy định Các đường cong đo sâu điện biểu diễn giấy loga kép, tung độ giá trị điện trở suất biểu kiến, hoành độ giá trị nửa kích thước cặp điện cực ngồi đường s1, s2; khoảng cách trung bình r đường s, p Độ tin cậy số liệu thực địa đánh giá theo độ lệch gối đầu giá trị s1 s2 Độ lệch gối đầu 12 không lớn 30% (tức khoảng cách hai điểm s1 s2 khoảng mở r không vượt khoảng cách hai điểm có tung độ 1,3 giấy loga kép) 4.4 Kiểm tra, đánh giá chất lượng tài liệu thực địa 4.4.1 Để đánh giá chất lượng tài liệu đo đạc phải tiến hành đo kiểm tra độc lập Việc đo kiểm tra độc lập tiến hành sau mùa thực địa (hàng tháng, quý, kết thúc đo đạc thực địa đề án) có thay đổi điện trở suất đất đá không quy luật, số liệu đo đạc đột biến không phù hợp với tài liệu khác Khối lượng đo kiểm tra  10% tổng số khối lượng đo đạc đề án sản xuất 4.4.2 Việc đo kiểm tra trước hết phải tiến hành đoạn tuyến có dấu hiệu không đáng tin cậy chọn ngẫu nhiên Các đoạn tuyến kiểm tra/điểm kiểm tra chọn phải đại diện cho chất lượng cơng tác hồn thành Công tác đo kiểm tra phải tiến hành thời kỳ thi công thực địa phân bố theo thời gian diện tích 4.4.3 Khi tiến hành công tác vùng máy đo khác nhau, phải đo kiểm tra đối chiếu tiêu kỹ thuật chúng cách hệ thống điểm, tuyến đo kiểm tra đối chiếu Số liệu đo kiểm tra đối chiếu phải ghi vào sổ thực địa vào biên kiểm tra 4.4.4 Độ xác điểm đo hiệu số (giá trị tuyệt đối) kết đo đo kiểm tra, hiệu số đo đem so với giá trị trung bình lần đo đo kiểm tra (hiệu tương đối) Hiệu tương đối tính % Độ xác trung bình (hiệu trung bình tương đối) trung bình số học hiệu (hiệu tương đối) tất điểm kiểm tra 4.4.5 Trong trường hợp cá biệt, với biện pháp áp dụng mà khơng đạt độ xác đề ra, cơng tác hồn thành với độ xác bị hạ thấp Nếu khối lượng cơng tác có độ xác thấp so với phương án chiếm 10% khối lượng đề án phải có chuẩn y cấp có thẩm quyền 4.4.6 Chất lượng tài liệu đo điện trở đánh giá thơng qua tính sai số đo kiểm tra tính theo cơng thức: = (  i1   i ) x 100 (%) p (4.21) Trong i1, i2 - điện trở suất biểu kiến phép đo lần đầu đo kiểm tra lại điểm thứ i;  giá trị điện trở suất biểu kiến trung bình hai lần đo, n tổng số điểm đo kiểm tra Sai số giá trị bk lần đo đạc đo đạc kiểm tra so với giá trị trung bình số học chúng khơng 5% Khi vùng có nhiễu, sai số cho phép  10% 4.5 Cơng tác văn phịng thực địa 4.5.1 Hàng ngày kết thúc đo đạc thực địa phải kiểm tra, bổ sung hoàn chỉnh sổ ghi chép thực địa, số liệu đo đạc sổ ghi số liệu (khi đo đạc máy ghi số tự động), nhập số liệu chuyển ghi số liệu vào máy tính Xây dựng đồ thị, phân tích tài liệu, nhận định sơ chất dị thường để định hướng cho công việc ngày hơm sau 4.5.2 Hồn chỉnh đầy đủ tài liệu, lập báo cáo cách thức, tiến độ thi công, đánh giá chất lượng tài liệu, hiệu kinh tế địa chất văn liên quan để trình cấp có thẩm quyền kiểm tra, nghiệm thu Tổng hợp, xử lý số liệu 5.1 Nhiệm vụ cơng tác phịng kiểm tra, chỉnh lý tài liệu thực địa; xử lý, phân tích tồn tài liệu, lập báo cáo tổng kết 5.2 Tài liệu thu thập thực địa phải kiểm tra, đánh giá chất lượng theo nội dung sau: 5.2.1 Sự đắn quy trình thu thập số liệu thực địa; 5.2.2 Sự đắn, độ xác số liệu đo; 5.2.3 Sự đắn việc ghi chép nhật ký đo; 5.2.4 Việc lưu giữ số liệu; 5.2.5 Khối lượng điểm đo thường đo kiểm tra; 5.3 Tài liệu đo đạc thực địa phải cấp có thẩm quyền nghiệm thu sử dụng để xử lý, phân tích, lập báo cáo tổng kết 5.4 Xử lý, phân tích tài liệu 5.4.1 Phân tích định tính tài liệu đo điện trở gồm nội dung sau: 5.4.1.1 Dựa vào đồ thị, đường cong đo sâu, mặt cắt, đồ đồ thị, đồ đẳng trị, tham số trường điện đo đạc tính tốn nhằm phát dị thường có liên quan đến đối tượng nghiên cứu; 5.4.1.2 Liên kết dị thường thành dải/đới phản ánh thân quặng, đới biến đổi chứa quặng, đới dập vỡ hang hốc cacstơ chứa nước ngầm đối tượng nghiên cứu khác; 5.4.1.3 Dự báo sơ vị trí, quy mơ, kích thước, độ sâu, hướng cắm hướng phát triển chúng theo điện tích theo chiều sâu, v.v… 5.4.2 Trong trường hợp sử dụng tổ hợp phương pháp thăm dò điện trở phương pháp địa vật lý khác, cần thiết phải sử dụng phương pháp xử lý thống kê, phương pháp lọc theo cửa sổ lọc, phương pháp liên kết dị thường theo tuyến đo đạc, để tách dị thường địa phương phông đất đá, làm tăng độ tin cậy phát dị thường đối tượng nghiên cứu theo kết phương pháp sử dụng 5.4.3 Khi sử dụng phương pháp đo sâu điện trở phải tiến hành phân tích định lượng kết đo đạc chuẩn lý thuyết thực nghiệm, phương pháp tính tốn lý thuyết mơ hình địa điện thực tế chương trình xử lý chuyên dụng phù hợp với phương pháp Từ kết phân tích định lượng, thành lập mặt cắt địa điện 1D, 2D khối địa điện 3D, phản ánh cách định lượng đối tượng địa chất, khoáng sản đối tượng khác có mặt cắt khu vực nghiên cứu Giải đoán địa chất biểu thị kết 6.1 Giải đoán địa chất kết đo điện trở trình xác lập mối tương quan kết phân tích, xử lý tài liệu điện trở với đối tượng địa chất, khống sản Khi có tài liệu địa vật lý, địa chất khác thiết phải liên kết, tổng hợp kết xử lý, phân tích tài liệu điện trở với kết 6.2 Trình tự giải đốn kết phương pháp điện trở việc xác lập mối liên quan vật thể địa chất với trường điện trở; vị trí, diện phân bố dị thường có liên quan đến điểm quặng; xác định chiều sâu đến thân quặng, đới khống hóa… 6.3 Các kết phân tích định tính định lượng tài liệu phương pháp thăm dò điện trở phải giải thích địa chất sở liên kết, đối sánh kết phân tích với kết phương pháp địa chất, địa hóa, khoan, khai đào địa vật lý khác kết đo tham số vật lý phịng ngồi trời Từ dự báo chất dị thường, đới dị thường; xác hóa vị trí, quy mơ, kích thước, độ sâu, hướng cắm phương phát triển đối tượng phục vụ việc thiết kế công việc điều tra, đánh giá 6.4 Biểu thị kết 6.4.1 Các kết xử lý tài liệu cơng tác thăm dị điện trình bày dạng đồ thị; đồ/sơ đồ đồ thị, đồ/sơ đồ đẳng trị tham số điện, mặt cắt tổng hợp địa chất - địa vật lý khối địa điện đồ/sơ đồ kết công tác thăm dị điện có tỷ lệ với tỷ lệ khảo sát địa chất, địa chất thủy văn, địa chất cơng trình,… 6.4.2 Trên đồ/sơ đồ kết cơng tác thăm dò điện phải thể dị thường có triển vọng đối tượng nghiên cứu; cấu trúc địa chất, đứt gãy có liên quan đến đối tượng; ranh giới đất đá, thân quặng biết dự kiến theo kết thăm dò điện, v.v… 6.4.3 Các mặt cắt tổng hợp, đồ/sơ đồ đồ thị phải thành lập theo mẫu thống có chung tỷ lệ, có khoảng cách tuyến với theo khoảng cách thực tế, có chung tỷ lệ chuẩn cho đại lượng đo tính tốn Khoảng cách điểm đồ thị bố trí theo tỷ lệ đo (hoặc lớn cấp) 6.4.4 Khi sử dụng phương pháp đo sâu điện phải thành lập mặt cắt địa điện, bao gồm: mặt cắt đẳng ôm theo giá trị quan sát tính tốn; mặt cắt địa - điện có đủ số liệu cần thiết lập đồ/sơ đồ đẳng giá trị đo đạc tính tốn tầng tầng điện chuẩn kích thước thiết bị thời gian, tần số phản ánh đối tượng nghiên cứu… 6.5 Lập báo cáo thi cơng thực địa 6.5.1 Trong q trình thi công thực địa, thủ trưởng đơn vị thi công phải lập báo cáo thi công định kỳ theo bước nộp lên quan có thẩm quyền trước nghiệm thu bước chậm ngày 6.5.2 Nội dung báo cáo thi công nêu rõ khối lượng hạng mục công việc thực hiện; suất công tác; số phần trăm kế hoạch hoàn thành; phương pháp kỹ thuật chất lượng công tác (kể số bị hư hỏng); lý phát sinh khác với đề án; kết chủ yếu; tình hình an toàn lao động kế hoạch tới 6.5.3 Kèm theo báo cáo có đồ/sơ đồ kết đo đạc phân tích sơ tài liệu thực địa, văn chuyển giao đới dị thường có triển vọng nghiệm thu bước trước cho đơn vị địa chất kết cơng trình khai đào kiểm tra dị thường địa vật lý Báo cáo tổng kết 7.1 Báo cáo tổng kết kết phương pháp thăm dò điện trở sản phẩm cuối đề án (hoặc thiết kế kinh tế kỹ thuật) gồm có: lời, vẽ phụ lục kèm theo 7.2 Nội dung lời báo cáo tổng kết nêu mục sau: Cơ sở pháp lý; Mục tiêu, nhiệm vụ công tác; Phương pháp kỹ thuật thu thập tài liệu thực địa; Khối lượng, chất lượng công tác đo đạc thực địa; Phương pháp kỹ thuật xử lý, phân tích tài liệu thu thập; Giải đốn địa chất tài liệu; Đánh giá hiệu địa chất - kinh tế; Kết luận kiến nghị 7.2 Các vẽ kết giải đoán địa chất tài liệu đo điện trở, gồm: 7.2.1 Các loại đồ/sơ đồ biểu diễn điện trở suất 7.2.2 Các mặt cắt tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý 7.2.3 Các đồ/sơ đồ đẳng độ sâu/chiều dày đối tượng nghiên cứu 7.1.4 Bản đồ/sơ đồ giải đoán địa chất tài liệu thăm dò điện 7.3 Các phụ lục kèm theo 7.4 Sản phẩm cơng tác thăm dị điện phải cấp có thẩm quyền nghiệm thu, phê chuẩn nộp vào Lưu trữ Địa chất theo quy định hành PHỤ LỤC A MẪU SỔ THỰC ĐỊA PHƯƠNG PHÁP ĐO MẶT CẮT ĐIỆN TRỞ Mẫu trang bìa 1a (trang ngồi cùng) Tên đơn vị thực hiện…………… … SỔ ĐO PHƯƠNG PHÁP MẶT CẮT ĐIỆN TRỞ Quyển số:………… Đề án:……………………………………… ……………………………………………… Năm …… Mẫu trang 2: Đơn vị………………………… SỔ ĐO PHƯƠNG PHÁP MẶT CẮT ĐIỆN TRỞ Đề án:…………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………… Quyển số:…………………………… Đơn vị:……………………… Ngày bắt đầu: Ngày kết thúc: Loại máy: Số máy: Số trang:…………… Kỹ thuật trưởng: Đoàn trưởng: Năm ……… Mẫu ghi chép nhật ký phương pháp mặt cắt điện trở Vùng công tác:……………… Ngày đo: Thời tiết:…………………… Máy đo:…………………… Số máy:…………………… Loại điện cực:……………… Tuyến đo:…………………… Hướng tuyến:……………… Tọa độ đầu tuyến X:………… Y:………… Thời gian bắt đầu:………… Tọa độ cuối tuyến X:………… Y:………… Thời gian kết thúc Người đo máy:……………………………… Người ghi chép:……………………………… Người tính:…………………………………… Người kiểm tra:……………………………… Thư mục ghi:………………………………… Tên file số liệu:……………………………… IAB/2: Bước đo (m): IMN/2: TT Số cọc A B M N U(mV) I(mA) K k Ghi 10 Mẫu trang cuối: Bảng thống kê khối lượng chuyến đo: Số TT Ngày đo Tuyến đo Hướng tuyến Chiều dài (m) Tổng số điểm đo 10 Khối lượng tổng cộng này:………………………………… PHỤ LỤC B MẪU SỔ THỰC ĐỊA PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU ĐIỆN TRỞ ĐỐI XỨNG Mẫu trang bìa 1a (trang ngồi cùng) Tên đơn vị thực hiện…………… Ghi SỔ ĐO PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU ĐIỆN TRỞ ĐỐI XỨNG Quyển số:………… Đề án:……………………………………… ……………………………………………… Năm…… Mẫu trang 2: Đơn vị………………………… SỔ ĐO PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU ĐIỆN TRỞ ĐỐI XỨNG Đề án:…………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………… Quyển số:…………………………… Đơn vị:……………………… Ngày bắt đầu: Ngày kết thúc: Loại máy: Số máy: Số trang:…………… Kỹ thuật trưởng: Đoàn trưởng: Năm ……… Mẫu ghi chép nhật ký phương pháp đo sâu điện trở đối xứng Vùng công tác:……………… Ngày đo: Thời tiết:…………………… Máy đo:…………………… Số máy:…………………… Loại điện cực:……………… Tuyến đo:…………………… Điểm đo sâu:………………… Phương vị:………………… Người đo máy:……………………………… Người ghi chép:……………………………… Thư mục ghi:………………………………… Tên file số liệu:……………………………… TT IAB/2 IMN/2 K U(mV) I (mA) k Ghi Mẫu trang cuối: Bảng thống kê khối lượng điểm đo: Số TT 10 Ngày đo Số điểm đo Số điểm kiểm tra Tổng cộng Ghi Khối lượng tổng cộng này:…………………………………………… PHỤ LỤC C: TÀI LIỆU THAM KHẢO A.I.Zabrovski Thăm dò điện NXB Nedra Matxocơva 1963 (bản tiếng Nga) A.G.Tarkhov Tuyển tập thăm dò điện NXB Nedra Matxocơva 1980 (bản tiếng Nga) A.S Semenov Thăm dò điện phương pháp điện trường tự nhiên NXB Nedra Matxcva.1968 (bản tiếng Nga) Brusian V.R.Lý thuyết trường điện từ áp dụng thăm dò điện NXB.TP.Lênin 1972 (bản tiếng Nga) M Blokh Phương pháp mặt cắt điện NXB Nedra Matxocơva 1971 (bản tiếng Nga) Nguyễn Ngọc Loan Đánh giá dự báo triển vọng thân quặng sulfur đa kim ẩn theo đặc trưng phân cực kích thích dịng chiều Luận án Phó tiến sĩ khoa học Địa vật lý - Địa chất 1996 Nguyễn Trọng Nga, Tống Vi Dân Hệ phương trình xử lý đường cong đo sâu điện máy vi tính Tuyển tập ĐH Mỏ - Địa chất tập XV Hà Nội 1990 Nguyễn Trọng Nga Giáo trình Thăm dị điện trở điện hóa NXB Giao thơng vận tải 2006 Nguyễn Trọng Nga nnk "Nghiên cứu phương pháp dự báo hang tơ gây nguy hiểm cho công trình xây dựng đảm bảo an tồn cho khai thác mỏ" - Đề tài NCKH cấp Bộ B-2000-36-53 Đại học - Địa chất 2001 10 Sarapanov, G.IA Trernhik, V.A Baron Phương pháp nghiên cứu địa vật lý đo vẽ địa chất thủy văn với mục đích tưới tiêu NXB Nedra - Mascơva - 1974 (bản tiếng Nga) MỤC LỤC Lời nói đầu Điều tra, đánh giá thăm dị khống sản - Phương pháp điện trở Ngun tắc phạm vi áp dụng Các thuật ngữ, định nghĩa Máy, thiết bị sử dụng Công tác thực địa Tổng hợp, xử lý số liệu Giải đoán địa chất biểu diễn kết Báo cáo tổng kết Phụ lục A Mẫu sổ thực địa phương pháp mặt cắt điện trở Phụ lục B Mẫu sổ thực địa phương pháp đo sâu điện trở đối xứng Phụ lục C Tài liệu tham khảo