• Geofizyka  i  jej  rola  w  naukach  o  Ziemi  – 

wprowadzenie

• Własności fizyczne minerałów i skał

• Przegląd metod geofizycznych

• Grawimetria

• Metody sejsmiczne

• Magnetyka

• Metody geoelektryczne

 

 

Podział metod geoelektrycznych:

1. Metody potencjałów naturalnych

2. Metody opornościowe

3. Metody polaryzacji wzbudzonej

4. Metody elektromagnetyczne

5. Metoda georadarowa

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

Wykorzystywany 

parametr 

fizyczny: 

różnica 

potencjałów (powstała w naturalny sposób)

Zakres wykorzystania:

• Poszukiwania złóż mineralnych

• Badania inżynierskie

• Badania hydrogeologiczne

• Detekcja pustek podziemnych

• Detekcja obszarów zanieczyszczeń

• Lokalizacja pogrzebanych obiektów metalowych

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Podstawy teoretyczne

• Metodyka pomiarów i interpretacji

• Przykłady zastosowań

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Podstawy teoretyczne

• Metodyka pomiarów i interpretacji

• Przykłady zastosowań

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Metoda potencjałów naturalnych (SP - Spontaneous 

Potential) 

wykorzystuje 

naturalną 

zdolność 

miektórych  skał  lub  procesów  geologicznych  do 
tworzenia  źródeł  pola  elektrycznego  w  środowisku 
geologicznym.

• Źródła  te  stanowią  spolaryzowane  elektrycznie 

dobrze przewodzące prąd obiekty geologiczne

• Pole  elektryczne  wytwarzane  przez  te  obiekty 

może  być  zmierzone  na  powierzchni  co  pozwala 
ustalić ich położenie, a niekiedy – objętość i masę

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• W  przypadku  złóż  rud  kruszcowych  proces 

polaryzacji  związany  jest  z  przenikaniem  w  głąb 
górotworu zmineralizowanych wód:

wody takie niosą znaczne ilości tlenu

w  miarę  zagłębiania  się  takich  wód  tlen  jest 

zużywany  na  utlenianie  minerałów,    a  wody 
zmieniają  swój  charakter  z  utleniających  na 
redukcyjne

jeśli  w  takich  warunkach  znajdzie  się  złoże 

minerałów  będących  dobrym  przewodnikiem  to 
jego  górna  część  znajdująca  się  w  warunkach 
utleniających  i  dolna  znajdująca  się  w  warunkach 
redukcyjnych  polaryzują  się  przeciwstawnie  i  stają 
się naturalnym źródłem prądu

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Inne  przyczyny  powstawania  naturalnych  pól 

elektrycznych to:

 procesy  dyfuzji  i  absorbcji  zachodzące  na 

kontakcie różnych skał

 ruch  zjonizowanych  roztworów  wodnych  wzdłuż 

kapilarów

 elektrochemiczne  procesy  korozji  zachodzące  w 

umieszczonych 

pod 

ziemią 

konstrukcjach 

żelaznych

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Podstawy teoretyczne

• Metodyka pomiarów i interpretacji

• Przykłady zastosowań

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Podstawową  wielkością  pomiarową  jest  różnica 

potencjałów 

między 

dwoma 

elektrodami 

umieszczonymi na profilu pomiarowym

• Stosowane  są  dwie  główne  metody  pomiarowe 

naturalnego pola elektrycznego:

 pomiar potencjału

 pomiar gradientu potencjału

 

 

• Pomiar  potencjału

  jest  podstawową  metodą 

pomiarową.

• Polega on na tym, że jedna z dwóch elektrod jest 

nieruchoma  a  druga  przemieszczana  wzdłuż 
profilu pomiarowego

• Pomierzona 

w 

każdym 

punkcie 

między 

elektrodami  wartość  potencjału  odnosi  się  do 
punktu położenia elektrody ruchomej.

 

 

• Pomiar  gradientu  potencjału

  odbywa  się  przy  obu 

elektrodach  ruchomych,  których  odległość  od 
siebie jest stała.

• Odległość ta powinna być jak najmniejsza, lecz na 

tyle duża by można było dokonywać wiarygodnych 
i  dokładnych  pomiarów  potencjału  pomiędzy 
elektrodami.

• Pomierzona  wartość  potencjału  odnosi  się  do 

punktu  położonego  w  środku  między  obiema 
elektrodami

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Celem 

interpretacji 

pomiarów 

naturalnych 

potencjałów jest:

 zlokalizowanie 

epicentrum 

położenia 

źródła 

naturalnego pola elektrycznego

 określenie jego przypuszczalnej natury

 ocena jego głębokości

 ocena  jego  rozmiarów  i  masy  (w  sprzyjających 

warunkach)

• Podstawowym 

materiałem 

do 

interpretacji 

ilościowej 

są 

wykresy 

rozkładu 

potencjału 

sporządzona  dla  centralnej  części  anomalii, 
prostopadle do jej rozciągłości

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Podstawy teoretyczne

• Metodyka pomiarów i interpretacji

• Przykłady zastosowań

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Zasięg 

głębokościowy 

metody 

potencjałów 

naturalnych to maks. 100m

• Metoda  może  być  stosowana  na  potrzeby 

poszukiwań złóż:

 poszukiwań 

pirytów, 

chalkopirytów, 

złóż 

polimetalicznych,  siarczków  niklu,  niektórych  złóż 
kasyterytu, złóż grafitu, antracytu

 anomalie  naturalnego  pola  elektrycznego  notuje 

się również nad złożami ropy naftowej

 

 

METODA POTENCJAŁÓW NATURALNYCH (SP)

• Stosunkowo  szeroki  zakres  zastosowań  metody 

potencjałów 

naturalnych 

to 

problematyka 

związana 

z 

zagadnieniami 

inżynierskimi, 

hydrogeologicznymi i ochrony środowiska:

 poszukiwania wód mineralnych

 detekcji  migracji  wód  podpowierzchniowych  (w 

tym wód geotermalnych)

 detekcji  pogrzebanych  elementów  metalowych 

(rurociągów itd.)

 badania osuwisk

 detekcji  stref  migracji  wód  podpowierzchniowych 

w  otoczeniu  tam  /  elektrowni  wodnych  i  innych 
budowli hydrologicznych

 

 

Wykorzystanie  metody  potencjałów  naturalnych  do 

detekcji migracji wód podpowierzchniowych

• W trakcie pompowania wody lokalnemu obniżeniu 

ulega  zwierciadło  wód  podziemnych  co  skutkuje 
powstaniem 

lokalnej 

anomalii 

potencjałów 

naturalnych

• Pomiary  potencjałów  naturalnych  wykorzystać 

można do monitorowania leja depresyjnego

• Kształt anomalii SP oddaje kształt leja

 

 

Wykorzystanie  metody  potencjałów  naturalnych  do 

detekcji pogrzebanych elementów metalowych 

• Proces 

korodowania 

(utleniania) 

elementów 

metalowych  prowadzi  do  powstania  lokalnych  pól 
elektrycznych,  czasem  o  stosunkowo  dużym 
natężeniu

• Pomiary 

potencjałów 

naturalnych 

można 

wykorzystać do szybkiej lokalizacji stref korozji, co 
ma  bardzo  duże  znaczenie  np.  dla  monitorowania 
stanu podziemnych rurociągów

 

 

Wykorzystanie  metody  potencjałów  naturalnych  do 

badania osuwisk

• Procesy 

stokowe 

(powstawanie 

osuwisk, 

spełzywanie)  związane  są  z  podmakaniem  – 
czasem  zachodzącym  dość  gwałtownie,  np.  w 
trakcie  powodzi  i  ulewnych  deszczy  –  stromych 
stoków gór i wzniesień

• Po  przekroczeniu  pewnego  krytycznego  progu 

namoknięty  stok  ulega  destabilizacji  i  rozpoczyna 
się  proces  ozuwania,  często  o  charakterze 
katastrofalnym

• Udział 

wód 

podpowierzchniowych 

w 

tych 

procesach  powoduje,  iż  do  ich  badania    można 
wykorzystać metodę potencjałów naturalnych