Андреев Н. М.
ООО «Радиоэкологическая лаборатория МГРТ»,г. Миасс Челябинской области
Содня основания посёлка Андреевский (Брединский район Челябинской области) приосвоении целинных земель 50 лет назад, здесь всегда остро стояла проблема спитьевой водой. Попытки решить её за эти годы предпринимались неоднократно.Вокруг посёлка было пробурено порядка 30 поисковых скважин, неоднократнопроводились геофизические работы с целью поиска водоносных зон, в основномтрадиционным методом вертикального электрозондирования. Но в достаточном объёмепитьевую воду найти не удавалось. Виной такого бедственного положения был слабозатронутый тектоникой монолитный гранитный массив, в пределах которогорасположен посёлок. В настоящее время водоснабжение посёлка осуществляется изскважины, не обеспечивающей его потребности, расположенной за пределами этогомассива, в 4 км к западу. А в случае нередких аварий водовода — вода развозитсяпо домам в бочках.
В2002 году здесь проводила геофизические работы ГУП«Южуралгеологоразведка». С использованием аппаратуры«ЭРА-П» было пройдено 23,6 км профилей ВЭЗ с шагом 100 м.Интерпретация результатов ВЭЗ была выполнена автором с использованием программы«Zond-IP» (ВИРГ-Рудгеофизика). В качестве примера, на рис.1 приведёнфрагмент построенных вертикальных карт изоом и геоэлектрического разреза одногоиз этих профилей, соответствующий восточной части гранитного массива, где егосменяет карбонатно-сланцевая толща.
/>
рис.1Результаты интерпретации ВЭЗ по фрагменту одного из профилей.
Ксожалению, выбор точек заложения скважин проводился без участия геофизиков и,скорее всего, без должного учёта полученных геофизических данных. В результатебыло пробурено 7 практически безводных скважин. Повторился неудачный опыт ОАО«Агропромпроект», когда по результатам их геофизических изысканий(ВЭЗ) здесь были пробурены 2 скважины с низким дебитом. Тогда было сделаногидрогеологическое заключение, что поиски подземных вод в заявленном объёме(400 м3/сут) в непосредственной близости от п.Андреевский, следует считатьбесперспективными, ввиду слабой водообильности слагающих его территорию пород.Тем не менее, оставалась ещё надежда, что основная причина неудач кроется визвестных недостатках выбранного геофизического метода для условий далеко негоризонтально-слоистого геологического разреза. Профильные измерения с шагом100 м не позволяют здесь с достаточной достоверностью указать точки для бурениягидрогеологических скважин. И одна из причин — мощность трещинных зон бываетзачастую гораздо меньше шага измерений.
Предусмотренныйпроектом комплекс наземной геофизики кроме ВЭЗ включал сейсморазведку МПВ.Случилось так, что ко времени проведения этих работ, у предприятия не оказалосьв наличии сейсморазведочной аппаратуры. Поэтому решено было направить средства,запроектированные для сейсморазведки, на проведение электроразведки МПП. Какпоказывает опыт последних лет, при поисках трещинных и карстовых вод данныйметод позволяет получить неплохие результаты, особенно при применениисовременных приборов, таких как использовавшийся нами аппаратурный комплекс«Цикл-5» (рис.2), созданный ООО НТФ «Эльта» (г.Новосибирск)на базе известных аппаратурных и методических разработок СНИИГГиМС в областиМПП.
/>
Рис.2Комплекс «Цикл-5» в поле.
МППимеет ряд технологических преимуществ перед ВЭЗ. Источники и приёмникиэлектромагнитного поля не требуют устройства заземлений, что позволяетпроводить исследования в любое время года и по скальному грунту. В отличие отрастягиваемых на сотни метров питающих линий ВЭЗ, здесь раскладываетсягенераторная петля сравнительно небольших размеров. С учётом того, чтопрактический интерес представляют водоносные зоны только метров до 100, длярешения гидрогеологических задач достаточна генераторная петля всего лишь 50 х50 м, исходя из глубинности метода:
H= (2 — 3) L, м., где: L — длина стороны генераторной петли, м.
Недостаткомметода являются очень сильные помехи от линий электропередач и различныхкабелей. Массивные металлические конструкции или трубопроводы также вносятискажения в регистрируемый процесс. Но при проведении геофизических работ запределами населённых пунктов, не сложно избежать влияния этих мешающихфакторов. Например, помехи смещаются в область шумов при удалении уже на100-150 м от ЛЭП на 220 вольт.
Вмае 2004 года, в качестве геофизика ООО «Южно-Уральский геологическийцентр», в окрестностях п. Андреевский автором была выполненаэлектроразведка МПП, причём работы выполнялись в режиме «свободногопоиска», т.е. положение профилей определялось непосредственно в полевыхусловиях. Было установлено лишь одно ограничение — поставленную задачунеобходимо было решить, уложившись в 128 точек измерений плюс 15% детализации.Принимая во внимание пожелание администрации, сосредоточить район поиска какможно ближе к посёлку, короткими профилями были обследованы все ближайшие,привлекательные по геоморфологическим признакам овраги и ложки. Двумяпараллельными профилями в 1,5 километрах к востоку от посёлка сделана былапопытка обнаружить зоны трещиноватости на контактах гранитного массива икарбонатно-сланцевой толщи. Разбивка пикетажа через 50 м проводиласьнепосредственно перед проведением измерений. Определение координат точекосуществлялось тут же с помощью навигационного прибора GPS-72.
В«Цикл-5», как и в других современных системах, результаты измеренийавтоматически вводятся в персональный компьютер (ноутбук). При обработке первичныхматериалов, в программе «Проба» из экспериментальных кривыхвырезаются отрезки, соответствующие регистрируемому процессу становленияэлектромагнитного поля и вычисляются трансформанты Rotau, Ro(h), Stau. Затем, впрограмме «Подбор» для точек измерений подбираются такиегеоэлектрические модели среды, теоретические кривые которых наилучшим образомсоответствовали бы вырезанным отрезкам экспериментальных кривых. А в программе«Профиль» по полученным данным строятся различные разрезы.
/>
Рис.3Геоэлектрический разрез интервала профиля по данным МПП.
Вкачестве примера, демонстрирующего возможности МПП по выявлению трещинно-карстовыхводонасыщенных зон, приведен интервал профиля с одной из наиболее яркиханомалий. Этот интервал соответствует переходу низкоомной (~ 150 Омм) толщисланцев (слева) к высокоомным (более 1000 Омм) отложениям известняков (справа).На рис. 3 приведён геоэлектрический разрез этого интервала. Отрезкиэкспериментальных кривых в точках, по которым программой был построен данныйразрез, приведены на рис.4 и 5. Это одни и те же кривые, но в разныхпредставлениях — в вертикальном и в горизонтальном. В последнем случае можноболее рельефно увидеть аномальное понижение сопротивления в районе пикета 550м, где и была заложена скважина с очень хорошим дебитом. А водовмещающими, какпоказало бурение, оказались трещины и карстовые пустоты в известняках заполненныеглиной.
/>
рис.4. Кривые Rotau от времени.
/>
рис.5. Кривые времени от Rotau.
Просматриваяприведённые выше представления кривых Rotau по профилям, можно расчленитьмассивы различных типов пород в плане, выделить их контакты и перспективныеучастки для проведения детализации с целью локализации аномальных зон. Учитываябольшую длительность процесса в аномальных точках, интерпретация по такимкривым получается более точной, а разрезы достоверней. Точность выделенияаномальных зон в плане по точкам основной сети не менее 50 м, а при проведениидетализации можно обеспечить точность до 10 м, что имеет очень важно припоисках трещинно-карстовых вод и благодаря этому удаётся достигнуть оченьхороших результатов.
Врезультате проведения электроразведки МПП, в районе п. Андреевский быловынесено несколько точек для бурения скважин на воду. В первой же скважинедебит воды оказался 5 л/с, а во второй 7 л/с. В сумме это составляет более 1000м3/сут, что значительно превысило заявленный объём (400 м3/сут), необходимыйдля водоснабжения посёлка.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайтаhttp://davyde.by.ru/