Mappature di potenziale spontaneo.
Le caratteristiche elettriche delle rocce e dei minerali assumono un`importanza significativa nelle prospezioni elettriche.
Queste si manifestano come potenziali naturali, conducibilità o resistività e costante dielettrica. Di queste la più importante dal punti di vista geofisico è la conducibilità elettrica ma certamente non meno significativi sono i potenziali naturali spontanei.
Essi hanno origine nel sottosuolo, si misurano in superficie e sono provocati da cause elettrochimiche e dall`attività meccanica dei fluidi. Il fattore di controllo prevalente risulta essere lo scorrimento delle acque sotterranee. Questi potenziali possono avere diversa origine, associati a solfuri minerali, variazioni nel contenuto minerale delle rocce, contatti geologici, attività bioelettrica od organica, fenomeni di corrosione, fenomeni termici e gradienti di pressione nei fluidi sotterranei ed altri fenomeni similari.
– Potenziale elettrocinetico (streaming potential)-SP
Si verifica quando una soluzione è costretta a passare attraverso un mezzo poroso per capillarità. Risulterà direttamente proporzionale all`assorbimento, alla differenza di pressione e alla costante dielettrica ed inversamente proporzionale alla viscosità. Tale potenziale si manifesta sotto forma di larghe anomalie associate alla topografia ed è osservabile in formazioni porose attraversate da fluidi.
– Potenziale di diffusione (Diffusion potential)
E` generato dalla differente mobilità degli ioni contenuti in soluzione nonchè dalla loro concentrazione
– Potenziale di mineralizzazione (Mineralization potential)
Risulta essere il più studiato perchè di maggiore interesse in quanto associato a metalli sulfurei, grafite, magnetite, pirite, galena,etc.
I potenziali sotterranei sono quindi generati dallo scorrimento dei fluidi, dall`attività bioelettrica nella vegetazione, dalla variazione delle concentrazioni elettrolitiche nelle acque sotterranee e da altre azioni geochimiche. La loro intensità varia fortemente ma generalmente sono superiori ai 100 mV anche su aree limitate.
Su larga scala si osservano i seguenti fenomeni legati ai potenziali spontanei:
a) Il gradiente di potenziale dell`ordine dei 30 mV/km e può essere sia positivo che negativo. Probabilmente è causato da un graduale cambiamento della diffusione e dal potenziale elettrolitico nelle acque sotterranee.
b) Il gradiente regionale che sembra essere associato alla topografia. E` solitamente negativo e probabilmente dovuto al potenziale elettrocinetico (streaming potential).
I potenziali generati dall`attività bioelettrica delle piante a volte raggiungono valori di alcune migliaia di mV. Esse sono state osservate come anomalie negative al passaggio tra terreni scoperti in superficie e zone boschive.
Metodologia di acquisizione
L`equipaggiamento del metodo SP è molto semplice e consiste in una coppia di elettrodi infilati nel terreno e connessi ad un millivoltmetro. L`uso di elettrodi metallici è impraticabile poichè, a contatto col terreno, generano potenziali per azione elettrochimica tra elettrodo e terreno. Tali potenziali non possono essere eliminati e risultano diversi a seconda del tipo di terreno e variano nel tempo per cui diventa indispensabile l`utilizzo di elettrodi impolarizzabili. Questi consistono in una barretta di metallo immersa in una soluzione satura di sale (es. Cu in CuSO4) messi in un contenitore poroso (ceramica) quest`ultimo posto a contatto diretto col terreno. Anche il millivoltmetro va isolato dal terreno onde evitare che il contatto diretto generi interferenze ed errori. Il range di misurazione varia tra i 10 mV ed i 20 V.
Un elettrodo viene messo vicino alla stazione di misura e l`altro viene mosso sulle successive stazioni della linea; oppure si muovono tutti e due gli elettrodi mantenendo fisso l`intervallo tra gli stessi. Nel secondo caso la misura del gradiente di potenziale può essere vista come centrale rispetto ai due elettrodi e data dalla differenza di mV rapportata con la distanza tra i due elettrodi. I valori di dV letti possono essere sommati per le successive stazioni ma non per stendimenti maggiori di 300 metri ciò perchè sommando i dV si sommeranno anche gli errori di misura.