Геологоразведочные работы это - комплекс геологических, геофизических, геохимических, гидрогеологических, буровых и других видов работ, проводимых с целью поиска, обнаружения и подготовки к промышленному освоению рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых. Геологоразведочные работы включают изучение закономерностей размещения, условий образования и накопления, особенностей строения месторождений полезных ископаемых. Применение георадара в геологоразведочных работах может существенно дополнить и расширить получаемую информацию о геологической среде.
Глубинное георадарное зондирование – новый развивающийся метод геофизических исследований, обладающий высокой детальностью. Георадар «Лоза» – это импульсный электромагнитный радиолокатор подповерхностного зондирования. С помощью георадара можно не нарушающим способом исследовать геологическую структуру земной поверхности на глубины десятков и сотен метров в низкопоглощающих средах. В георадарах «Лоза» реализован ряд конструктивных и методических принципов, которые делают возможным зондирование на рекордные глубины - в том числе в низкоомных средах, сильно поглощающих электромагнитные волны:
- Георадар «Лоза» оснащен передатчиками, основанных на высоковольтных разрядниках. Георадар комплектуется передатчиками импульсным напряжением 5, 10, 21 кВ.
- Георадар «Лоза» для получения апериодического (нерезонансного) импульса оборудован низкочастотными резистивно-нагруженными антеннами (10-15-25-50 МГц). В передающую и приемную антенну включена распределенная резистивная нагрузка.
- В георадаре «Лоза» использован аппаратно-программный алгоритм, реализующий функцию оцифровки регистрируемого сигнала с динамическим диапазоном до 120 дБ.
- Для достижения больших глубин зондирования в георадарах «Лоза» максимум энергии зондирующего сигнала сдвинут на более низкие частоты в пределах полосы.
- Для достижения рекордных результатов по глубине зондирования в георадарах используется и эффект фокусировки излучения в сторону более «диэлектрически плотной» среды. При размещении антенн георадара на поверхности (границе) раздела двух сред формируется диаграмма направленности излучения, ориентированная в сторону среды с большей диэлектрической проницаемостью.
- Синхронизация приемника производится по «воздушной» волне положительной части импульса передатчика. Значения амплитуды и фазы на радарограмме передаются палитрой цветов. Условно принято, что максимальные значения амплитуды «плюсовой» поляризации отражаются тонами красного цвета, а максимальные значения амплитуды «минусовой» поляризации отражаются тонами синего и тёмно-синего цвета. Значения амплитуды в районе «нулевых» значений отражаются тонами желтого цвета. Все промежуточные значения амплитуды отражаются тонами соответственно палитре цветов. Вариации условного цвета на радарограмме позволяют наглядно отразить весь динамический диапазон амплитуд и фаз зондирующего сигнала. Геофизический смысл имеют только границы зон различных оттенков цвета и порядок изменения цвета.
Принципы георадиолокации не позволяют определить тип конкретного полезного ископаемого или горной породы. Георадарное обследование позволяет получить информацию о границах и строении горных пород. Основной методический принцип интерпретации георадарных данных основан на выделении характерных структур в исследуемой геологической среде:
- применение георадара в геологоразведке базируется на анализе радиообразов рудоконтролирующих структур, характерных для определенного вида полезных ископаемых. Наиболее известные рудоконтролирующие структуры: грабены, горсты, тектонические разломы, дайки, кварцевые жилы, кимберлитовые трубки, элементы палеорельефа (палеодолины и палеорусла) и т.п.
- применение георадара в инженерной геологии базируется на анализе специфических структур и образований: провалы, подземные пустоты, зоны разуплотнения и обводнения, карсты, суффозионные воронки, структуры оползневых процессов (оползневые блоки, плоскости скольжения, зоны отрыва, заколы).
Дополнительную информацию для уточнения интерпретации результатам георадарного зондирования удается получить с помощью приближенных методов решения обратной задачи для оценки параметров среды.
Комплексное применение эвристического подхода в анализе радиообразов геологических структур, приближенных методов решения обратной задачи и заверочного бурения обеспечивает достоверную интерпретацию георадарных данных.
Детальность георадарной съемки (от 20-30 см) позволяет регистрировать мелкомасштабные особенности геологических структур. Большинство типов месторождений полезных ископаемых в силу своего происхождения приурочены к определенным характерным геологическим структурам. Можно перечислить целый ряд подобных хорошо узнаваемых структур, которые контролируют и сопутствуют определенным типам месторождений. В первую очередь это хорошо известные особенности строения кровли коренных пород, тектонические разломы, жилы, дайки, кимберлитовые трубки, грабены, горсты и т.п.
Опытный геолог легко выделит по георадарным данным знакомые образы рудоконтролирующих структур и образований. Площадная георадарная съемка позволяет проследить расположение рудоконтролирующих структур и связанных с ними месторождений на участке обследования. На следующем этапе необходимо проведение заверочного бурения в соответствии с выделенным положением и размерами рудоконтролирующих структур. Геологические скважины, пробуренные по георадарной информации, позволят подтвердить наличие необходимого полезного ископаемого, его содержание и запасы. При такой схеме геологоразведочных изысканий объемы поискового и разведочного бурения могут быть значительно сокращены и удешевлены.
В ООО «Компания ВНИИСМИ» накоплен обширный каталог типичных радиообразов рудоконтролирующих структур основных типов месторождений полезных ископаемых.