Сцинтилляционный эманометр состоит из пробоотборника, поршневого насоса, сцинтилляционной камеры, измерительного пульта и соединительных резиновых трубок. Пробоотборник состоит из конусообразного корпуса с ручкой, внутри которого вмонтирована металлическая трубка. В нижней части трубки имеются отверстия для прохождения почвенного воздуха. В верхней части пробоотборника к металлической трубке присоединяется резиновый шланг . Пробоотборник вставляется в шпур (бурку), пробитый при помощи специального стального лома с острым наконечником. Ручка служит для извлечения пробоотборника из бурки и для его переноски.
Эманации — это радиоактивные газы, изотопы радона: радон 222 Rn, торон 220 Tn. Источником радиоактивных газов в природных условиях являются рассеянные во всех породах, в том числе и в покровных отложениях, радиоактивные элементы — радий, торий и их дочерние продукты. По химическим свойствам эманации относятся к группе инертных, благородных газов. Резкое отличие их от других природных газов — высокая радиоактив-ность и малый период жизни. По последнему признаку эманации отличаются друг от друга: наиболее долгоживущий радиоактивный газ — радон имеет период полураспада 3,823 суток; торон — 54,5 суток. Способность радиоактивных газов быстро распадаться предопределяет ряд свойств, имеющих большое значение для практического использования их при геологических и особенно геодинамических исследованиях.
Наряду с широко известными механизмами эманирования (образование свободных радиоактивных газов) выявлен механизм образования аномалий фонового эманационного поля в покровных отложениях, связанный с проявлениями динамических процессов, он лежит в основе методики структурно-геодинамического картирования.
Над выходами тектонических нарушений образуются ореолы радиоактивного газа радона:
- в тектонической зоне в результате повышенной дробленности горных пород возрастает их свободная поверхность и как следствие, эманирующая способность, т. е. способность выделять свободный радиоактивный газ;
- этот свободный газ из тектонической зоны путем диффузии и конвекции мигрирует в покровные отложения, где образует газовый ореол.
Эманационная съемка при выполнении структурно-геодинамического картирования основана на измерении содержания в наносах радиоактивных газов радона, торона, образовавшихся в результате воздействия напряжений в покровных отложениях. На точках определения из бурок глубиной 0,5–0,8 м вакуумным способом с помощью насоса отбираются пробы грунтового воздуха, которые анализируются с помощью эманометра «Радон» на содержание радона, торона. Контроль за работой аппаратуры осуществляется путем измерений на одном и том же контрольном пункте в начале, середине и в конце рабочего дня. Достоверность работы эманометра «Радон» в процессе измерений определяется с помощью контрольной камеры с фиксированным радиоактивным источником.
Шахтный интерферометр ШИ-11
ШИ-11 шахтный интерферометр это переносной прибор, который позволяет определить концентрацию метана и углекислого газа.
В структурно-геодинамическом картировании (СГДК) применяется метод определения содержания в почвенном воздухе метан-углекислых газов.
Опытным путем установлено, что в покровных отложениях над выходами разрывных нарушений или тектонически ослабленных зон почти повсеместно проявляются аномалии газовых полей. Состав почвенных газов над тектоническими нарушениями и геодинамическими зонами отличен от атмосферного воздуха. Причиной являются диффузионные и конвективные потоки метануглекислых газов, поступающих из глубин коренных пород к дневной поверхности по тектонически ослабленным зонам.
По своей морфологии поле распределения содержания метан-углекислых газов имеет простое строение по сравнению с эманационными полями, и их аномалии представляют собой простые формы. Связь газовых аномалий с аномалиями эманационными более сложная, лишь часть эманационных аномалий дублируется газовыми аномалиями. Это является следствием тектонофизических процессов, а также различием механизмов образования эманационных и газовых аномалий.
Особенностью газовых полей является то, что газопоток из коренных пород и его выход на дневную поверхность в большинстве своем распределяется не только по крупным тектоническим зонам, но и по трещинам и малоамплитудным зонам, вовлеченным в современные геодинамические процессы. Более того, часто наблюдается превалирующая роль малоамплитудной тектоники как дренирующей системы горного массива.
Газовая съемка производится одновременно с эманационной съемкой из одних и тех же бурок, так как временные и пространственные параметры газовых полей метана и углекислого газа координируются геодинамическими процессами в горном массиве, фиксируемыми эманационной съемкой. Отобранные из бурок пробы почвенного воздуха анализируются с помощью шахтного интерферометра «ШИ-11» на содержание углекислого газа и метана. Контроль шахтного интерферометра в процессе работы осуществляется проверкой положения интерференционной картины относительно нулевой отметки.