Картирование маломощных даек методом магнитовариационного профилирования

Размещено на http://allbest.ru

¹Национальныйминерально-сырьевойуниверситет «Горный»

²«PHOENIX GEOPHYSICS»

³«AGCOS» LTD

Картирование маломощных даек методом магнитовариационного профилирования

Ермолин Е.Ю., Ингеров А.И., Ингеров И.А.

Санкт-Петербург

Канада, Торонто, Онтарио

Введение

При картировании круто падающих геологических образований (дайки, жилы, зоны разломов, зоны изменения на вертикальных контактах пород) традиционно применяется метод сопротивлений. Подобные объекты могут быть закартированы радио магнитотеллурическим методом (РМТ) или методом переходных процессов (ЗСБ-МПП).В неблагоприятных условиях заземления электродов, контактные методы электроразведки становятся малоэффективными.

Использование в качестве приёмника электрических сигналов длинных не заземлённых линий не всегда возможно, т.к. это требует большего места для установки оборудования.

В методе переходных процессов всегда необходимо находить альтернативу между глубиной исследований (размером установки) и разрешающей способностью.

А если рассматривать задачу картирования маломощных объектов, находящихся на глубине в 10 раз превышающую их мощность, то помимо проблемы с заземлениями возникает вопрос об эффективности всех электроразведочных методов в целом.

В магнитовариационном методе измеряются 3 (одна вертикальная и две горизонтальные) ортогональные магнитные компоненты естественного переменного электромагнитного поля Земли [1,2,3], т.е. заземления не нужны. В качестве приёмников могут использоваться магнитные датчики, установленные на специальных треногах [4,5], что увеличивает производительность полевых работ и требует и требует весьма малое место для установки станции.

Откликом геоэлектрической среды в магнитотеллурическом методе являются типпер и индукционный вектор [1,2,3]. В своих предыдущих исследованиях для оценки параметров аномальных объектов авторы предлагали использовать экспрессметоды интерпретации разрезов типпера данных.

В работе [6] предложен метод определения глубины залегания двумерных проводящих объектов по расстоянию между характерными точками на разрезах типпера. В исследованиях [7] авторами было показано, что по соотношению значений амплитуды в характерных точках можно оценить угол падения тел пластовой формы, а по форме аномалии оценить соотношение их линейных размеров.

В данной работе авторы выполнят анализ эффективности магнитовариационного метода при поисках проводящих даек мощностью 1 метр с глубиной до верхней кромки 12 метров.

Задача и методика исследования

Авторы поставили перед собой задачу оценить возможности магнитовариационного метода при картировании низкоомных и маломощных даек с вертикальным падением, при залегании даек на глубине более чем в 10 раз превышающей их мощность. Определить при каком расстоянии между дайками возможно определить их количество.

Ввести дополнительные условия залегания даек (наклонная дайка, три дайки с общим «корнем», три дайки с общим наклонным «корнем») и установить видны ли эти особенности на отклике типпера.

Для достижения результата было выполнено двумерное математическое моделирование с использованием программного комплекса WinGLink (GEOSYSTEM). В качестве начальной модели была выбрана геоэлектрическая модель содержащая вертикальную дайку с удельным электрическим сопротивлением 6 Ом-ммощностью 1 метр с глубиной до верхней кромки 12 метров. Дайка помещалась в высокоомную вмещающую среду с удельным электрическим сопротивлением (УЭС) 3000 Ом*м.

Верхний слой коры выветривания (мощность 10 м) имитировался слоем с пониженным УЭС, равным 100 Ом*м. Модель представлена на рисунке1-1. В качестве следующих моделей рассматривались 3 дайки с такими же параметрами, расположенные на заданном расстоянии (от 5 до 40 метров). Модели с тремя дайками на расстоянии 15 и 40 метров показаны на рисунке1-2 и1-3соответственно.

После этого изменялся угол падения дайки (рис.2-1).Расчёты были выпоненны для трёх даек, имеющих один вертикальный(1-2)и наклонный(2-3)«корень». Нижняя кромка для всех объектов составляла 200 метров.

Результаты моделирования

По модельным данным были построены разрезы типпера (1-a1,1-a2,1-a3,2-a1,2-a2,2-a3)и фазы типпера (Рисунки:1-b1,1-b2,1-b3,2-b1,2-b2,2-b3).

Рис.1. Геоэлектрические модели (окна: 1, 2, 3) и разрезы типпера (окна: a1, a2, a3), фазы типпера (окна: b1, b2, b3), кажущегося сопротивления (окна: с1, с2, с3) и фазы импеданса (окна: d1, d2, d3) продольной компоненты магнитотеллурических данных.

Рис.2. Геоэлектрические модели (окна: 1, 2, 3), разрезы типпера (окна: a1, a2, a3) и фазы типпера (окна: b1, b2, b3).

Впервую очередь следует отметить, что вся информация об подобного типа объектах находится вчастотном диапазоне от 100 000 Гц до 100 Гц. При рассмотрении вертикальных разрезов типпера и фазы типпера, рассчитанных от одной дайки (рис. 1а, 1b) можно сделать вывод, что аномальное тело достаточно хорошо видно на отклике МВП.

На разрезе типпера наблюдается симметричная аномалия, по форме аномалии возможно определение соотношение линейных размеров дайки. На фазе типпера наблюдается резкий скачок над центром дайки. В магнитотеллурическом отклике (продольная компонента, рис. 1-1с,1-1d)дайка «выражена» не достаточно ярко. При рассмотрении отклика от трёх вертикальных даек можно сделать вывод, что три дайки возможно разделить, только в том случае, если они находятся на чуть большем расстоянии, чем глубина до их верхней кромки, в нашем случае это более 12 метров. Наиболее информативным параметром в этом случае является фаза типпера, т.к. над центрами даек на разрезах фазы типпера появляются зоны высокого градиента, обозначенные белыми овалами на рисунке 1-b2,b3.

При рассмотрении более сложных случаев также появляются определённые особенности на разрезах амплитуды типпера и фазы типпера. Как уже было отмечено в работе [7] при наклонном залегании проводящих тел наблюдается разница между амплитудой в характерных точках на разрезах типпера. типпер геоэлектрический магнитовариационный

Это хорошо видно на рисунках2-a1,a3.По соотношению в максимумах можно оценить угол падения аномального объекта. Основное различие в отклике от моделей представленных на рис. 1-3и рис.2-3заключается в аномалии в центральной части разреза (обозначено красным квадратом).

Выводы

1. Если рассматривать задачу картирования маломощных объектов, находящихся на глубине в 10 раз превышающую их мощность, то можно сказать, что магнитовариационный метод способен решить эту задачу.

2. Информация о подобных типах объектах находится в частотном диапазоне от 100 000 Гц до 100 Гц.

3. Основной интерес, при анализе отклика МВП представляют зоны высокого градиента на разрезах фазы типпера.

4. При проектировке полевых работ необходимо рассматривать физико-геологическую модель исследований и при выборе шаге наблюдений ориентироваться на то, чтобы пересекать градиентные зоны на разрезах фазы типпера не менее тремя точками.

В рассматриваемом в нашей работе случае для картирования даек, расположенных на расстоянии более 12 метров шаг должен составлять не менее 3-хметров.

Список литературы

1.Рокитянский И.И., Исследование аномалий электропроводности методом магнитовариационного профилирования. Наукова думка. Киев., 1975, 276 с.

2.Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 680 с.

3.Vozoff K. The magnetotelluric method. Electromagnetic methods in applied geophysics. V.2 - Applications. Series: Investigations in geophysics, 3, 1991. Р. 641-711.

4. Ingerov O. et all., 2008. Hi sensitivity EM prospecting technique based on measurement of three magnetic components of natural EM field. 19th IAGA WG Workshop on Electromagnetic Induction in the Earth, Beijing,p.965-970.

5.Ingerov O. et all., 2009. Non-groundedSurface Electroprospecting Technique., 70th EAGE annual Conference. Amsterdam #6149.

6.Ingerov O., Ermolin E. The parameter estimation of 2D conductive isometric bod-iesby singular points at the tipper frequency characteristic. Proceedings of 20th Induction Workshop IAGA, Giza,Egypt-2010,September18-24.P.303-306.

7 .Ермолин Е.Ю. Ингеров O., Ингеров И. Картирование субвертикальных проводящих объектов по данным МВЗ. 5-яВсероссийскаяшкола-семинаримени М.Е. Бердичевского и Л.Л. Ваньяна по электромагнитным зондированиям Земли,Санкт-Петербург,2011. с.245-249.

Аннотация

Маломощных даек методом магнитовариационного профилирования. Ермолин Е.Ю.1, Ингеров А.И.2, Ингеров И.А.3

1 Национальныйминерально-сырьевойуниверситет «Горный», Санкт-Петербург, 2«PHOENIX GEOPHYSICS», Канада, Торонто, Онтарио, 3 «AGCOS» LTD, Канада, Торонто, Онтарио

Выполнено математическое моделирование магнитовариационных функций отклика от двумерных геоэлектрических моделей, имитирующих низкоомные маломощные (1 метр) дайки с глубиной до верхней кромки 12 метров. По модельным данным были построены псевдоразрезы типпера и фазы типпера.

Оценены возможности картирования представленного типа даек методом магнитовариационного профилирования. Прдложена рекомендация для выполнения полевых работ.

Summary

The mathematical two-dimensional modeling of two-dimension algeo electrical models has been realized. It models imitate a very thin dykes (1 meter). The depth of top of dykes is 12 meters. The pseudo-section of tipper and phase of tipper by models data has been constructed. The possibility of mapping of dykes by method of magnetovariation profiling has been considered. The methodic of field work has beendiscerned.

Размещено на Allbest.ru