Наука и технологические разработки: статья

СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО УЧЕТА СТАТИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ ПО МАГНИТНОМУ ПОЛЮ КОНТРОЛИРУЕМОГО ИСТОЧНИКА CSAMT
А.А. ЖАМАЛЕТДИНОВ1,2
1 Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова
2 Геологический институт ФИЦ “Кольский научный центр РАН”
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 98
Номер: 4
Год: 2019
Страницы: 5-18
УДК: 550.372+550.379
DOI: 10.21455/std2019.4-1
Ключевые слова: зондирования, контролируемые источники, статические искажения, Балтийский щит
Аннотация: Статические искажения известны за рубежом под термином “static shift distortions”. Они оказывают сильное влияние на результаты глубинных электромагнитных зондирований как с естественными (АМТ-МТЗ), так и с контролируемыми (CSAMT) источниками. Основной причиной статических искажений являются локальные, в сравнении с длиной электромагнитной волны в Земле, неоднородности верхнего полупространства. Статические искажения имеют частотно-независимый характер и проявляются в параллельном смещении кривых кажущегося удельного электрического сопротивления относительно шкалы сопротивлений. При этом форма кривых кажущегося сопротивления, несущая информацию о модели разреза, сохраняется, но изменяются представления о глубинах расположения слоев и величине их электропроводности. К настоящему времени разработано множество способов учета статических искажений. Но все они имеют качественный, феноменологический характер. В данной работе предложен количественный способ коррекции статических искажений. Он основан на использовании кривой кажущегося сопротивления контролируемого источника, нормированной по величине полного горизонтального магнитного поля. Использование магнитных измерений с индукционными катушками, не имеющими гальванической связи с Землей, позволяет количественно рассчитывать искажения статического сдвига путем сравнения магнитного поля с кривыми кажущегося сопротивления, нормированными по полному электрическому полю или по величине полного входного импеданса. Предложенный способ применим только при частотных зондированиях с контролируемыми источниками CSAMT. Тем не менее он позволяет корректировать кривые МТЗ и АМТЗ, измеренные на той же установке и с теми же датчиками в низкочастотной области, за пределами волновой зоны, где метод CSAMT теряет свои функции зондирования. Приведены результаты экспериментальных работ, обосновывающих применимость нового способа на примере зондирований с контролируемыми источниками.
Список литературы: Баранник М.Б., Данилин А.Н., Ефимов Б.В., Колобов В.В., Прокопчук П.И., Селиванов В.Н., Шевцов А.Н., Копытенко Ю.А., Жамалетдинов А.А. Высоковольтный силовой инвертор генератора “Энергия-2” для электромагнитных зондирований и мониторинга очаговых зон землетрясений // Сейсмические приборы. 2009а. Т. 45, № 2. С.5-23.

Баранник М.Б., Данилин А.Н., Ефимов Б.В., Колобов В.В., Прокопчук П.И., Селиванов В.Н., Копытенко Ю.А., Жамалетдинов А.А. Высоковольтный выпрямитель генератора “Энергия-2” для электромагнитных зондирований и мониторинга очаговых зон землетрясений // Сейсмические приборы. 2009б. Т. 45, № 3. С.5-13.

Бердичевский М.Н. Электрическая разведка методом магнитотеллурического профилирования. М.: Недра, 1968. 255 с.

Ваньян Л.Л. Основы электромагнитных зондирований. М.: Недра, 1965. 107 с.

Вешев А.В. Электропрофилирование на постоянном и переменном токе. Л.: Недра, 1980. 391 с.

Жамалетдинов А.А. Модель электропроводности литосферы по результатам исследований с контролируемыми источниками поля (Балтийский щит, Русская платформа). Л.: Наука, 1990. 159 с.

Жамалетдинов А.А. Теория и методика глубинных электромагнитных зондирований с мощными контролируемыми источниками (опыт критического анализа). СПб.: Изд-во СПбГУ, 2012. 163 с. ISBN 978-5-98340-271-0

Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н. О понятии волновой зоны при глубинных зондированиях в КНЧ-СНЧ диапазоне // Взаимодействие электромагнитных полей КНЧ-СНЧ диапазона с ионосферой и земной корой: Материалы I Всероссийского (с международным участием) научно-практического семинара. Апатиты, 2015. С.25-32. ISBN 978-5-902643-32-6

Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н., Велихов Е.П., Скороходов А.А., Колесников В.Е., Короткова Т.Г., Рязанцев П.А., Ефимов Б.В., Колобов В.В., Баранник М.Б., Прокопчук П.И., Селиванов В.Н., Копытенко Ю.А., Копытенко Е.А., Исмагилов В.С., Петрищев М.С. Исследование взаимодействия электромагнитных волн КНЧ-СНЧ диапазона (0.1-200 Гц) с земной корой и ионосферой в поле промышленных линий электропередачи (эксперимент “FENICS”) // Геофизические процессы и биосфера. 2015. Т. 14, № 2. С.5-49.

Жамалетдинов А.А., Велихов Е.П., Шевцов А.Н., Колобов В.В., Колесников В.Е., Скороходов А.А., Короткова Т.Г., Ивонин В.В., Рязанцев П.А., Бируля М.А. Эксперимент “Ковдор-2015” по изучению параметров слоя дилатантно-диффузионной природы проводимости в архейском кристаллическом основании Балтийского щита // Доклады Академии наук. 2017. Т. 474, № 4. С.477-482. https://doi.org/10.7868/S086956521704017X

Жданов М.С. Электроразведка. М.: Недра. 1986. 316 с

Колобов В.В., Куклин Д.В., Шевцов А.Н., Жамалетдинов А.А. Многофункциональная цифровая измерительная станция КВВН-7 для электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон // Сейсмические приборы. 2011. Т. 47, № 2. С.44-58.

Колобов В.В., Баранник М.Б., Ефимов Б.В., Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н., Копытенко Ю.А. Генератор “Энергия-4” для мониторинга сейсмоактивных зон и электромагнитного зондирования земной коры: опыт применения в эксперименте “Ковдор-2015” // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. С.55-73. https://doi.org/10.21455/si2017.3-5

Рокитянский И.И. Глубинные магнитотеллурические зондирования при наличии искажений от горизонтальных неоднородностей // Геофизический сборник. Киев: Наукова думка, 1971. Вып. 43. С.71-78.

Шевцов А.Н. О некоторых способах нормировки и трансформации результатов электромагнитных зондирований // Глубинные геоэлектрические исследования с использованием промышленных линий электропередач. Апатиты, 1989. С.90-95.

Caldwell T.G., Bibby H.M., Brown C. The magnetotelluric phase tensor // Geophys. J. Int. 2004. V. 158, N 2. P.457-469. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02281.x

Feldman I.S., Okulessky B.A., Ingerov A.I., Solodilov L.N., Egorkin A.V., Kadurin I.N., Konovalov Y.F., Shempelev A.G., Trofimenko E.A. Magnetotelluric and seismic study of the Earth crust and upper Mantle in the Caucasus region // 12th Workshop “Induction electromagnetique dans la terre” Brest: Univ. de Bretagne, France, 1994. P.65.

Groom R.W., Bailey R.C. Decomposition of magnetotelluric impedance tensors in the presence of local tree-dimensional galvanic distortion // J. Geophys. Res. 1989. V. 94, N B2. P.1913-1925.

Groot-Hedlin C., Constable S. Occam’s inversion to generate smooth, two-dimensional models from magnetotelluric data // Geophysics. 1990. V. 55, N 12. P.1613-1624.

Jones A.G. Static shift of magnetotelluric data and its removal in a sedimentary basin environment // Geophysics. 1988. V. 53, N 7. P.967-978.

Kolobov V.V., Barannik M.B., Ivonin V.V., Selivanov V.N., Zhamaletdinov A.A., Shevtsov A.N., Skorokhodov A.A. Experience of generator “Energy-4” application for the distance and frequency electromagnetic soundings in the experiment “Murman-2018” // Proceedings of Kola Science Centre of RAS. 2018. N 17. P.7-20. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.8.7-20