Развитие теории вызванной поляризации применительно к поискам месторождений стратегического сырья: 2020 г. этап 1

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

Сведения о проекте

описание

В последние два десятилетия метод спектральной вызванной поляризации (СВП) привлекает внимание многих исследователей в связи с возможностями дистанционного изучения свойств межфазных поверхностей горных пород и грунтов. Метод все чаще используется при решении задач гидрогеологии, геоэкологии, инженерной геологии и поисков рудных месторождений. В то же время, многие аспекты физико-химической теории явления вызванной поляризации (ВП) противоречивы и недостаточно изучены. Во-первых, неясна роль различных механизмов поляризации электронопроводящих и полупроводящих минералов (ПМ) (межфазные явления, поляризация электронов и дырок, электромагнитная индукция и эффект Максвелла-Вагнера). Во-вторых, современные модели поляризации горных пород описывают лишь один из возможных механизмов поляризации (поляризация слоя Штерна, мембранная поляризация, поляризация Максвелла-Вагнера). Модели, включающей все эти механизмы, пока не существует. Общая цель настоящего проекта состоит в устранении этих противоречий. Мы предлагаем развитие обобщенной теории поляризации ПМ и построение современной модели поляризации горной породы. Для проверки этих моделей мы планируем выполнение большой серии экспериментов на образцах магматических и гидротермально-измененных пород, типичных для многих рудных месторождений. Кроме того, понимая, что горные породы, будучи полиминеральными неоднородными средами, всегда недостаточно полностью охарактеризованы в терминах минерального состава и топологии порового пространства, мы предлагаем использование их синтетических моделей. Последние будут детально охарактеризованы и использованы для уточнения отдельных аспектов новых теоретических моделей.
Необходимо также рассмотреть две задачи методологического характера. Во-первых, поляризация не всегда описывается простой моделью Дебая. Однако, экспериментальные данные часто аппроксимируются путем дебаевской декомпозиции. Мы предлагаем обобщить этот подход на случай недебаевской поляризации. Во-вторых, полевые работы, как правило, проводятся во временной области (ВО), а петрофизические исследования - в частотной (ЧО). Поэтому, данные, полученные в ЧО и ВО необходимо сопоставлять. В то же время, для реальных лабораторных и, особенно, - полевых данных преобразование из ЧО во ВО – нетривиальная задача. Мы предлагаем дальнейшее развитие этого преобразования на основе дебаевской декомпозиции.
Наконец, теоретические и методологические результаты будут применены на практике при поисковых работах. Мы предлагаем разработку прототипа скважинного зонда для каротажа ВП, его тестирование на рудном объекте и оценку его информативности. В случае успеха мы рассчитываем получить перспективную технологию поисково-разведочных работ, которая будет востребована на рынке

передача полной копии отчёта третьим лицам для некоммерческого использования: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

разрешается

проверка отчёта на неправомерные заимствования во внешних источниках: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

разрешается
АкронимRSF-2020_DFG - 1
СтатусАктивный
Действительная дата начала/окончания7/02/2031/12/20

Ключевые слова

  • Вызванная поляризация
  • рудные минералы
  • спектр комплексной электропроводности
  • двойной электрический слой
  • структура порового пространства
  • распределение времен релаксаций
  • каротаж
  • численное моделирование
  • COMSOL Multiphysics