МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ С УПРАВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ: ПРЕДИСЛОВИЕ К ТЕМАТИЧЕСКОМУ ВЫПУСКУ
© 2019 г. А.Я. Сидорин
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
e-mail: al_sidorin@hotmail.com
Аннотация. Представлен номер с описанием результатов методических разработок для электромагнитных зондирований с управляемыми источниками в экспериментах “Ковдор-2015”, “Мурман-2018” и “FENICS-2019”.
Ключевые слова: электромагнитные зондирования, управляемые источники, методические разработки, Кольский полуостров, Ковдор-2015, Мурман-2018, FENICS-2019
Представляемый тематический выпуск журнала “Наука и технологические разработки” – третий в этом году, посвященный в той или иной мере электромагнитным методам геофизических исследований. Но он имеет существенные отличия от предыдущих выпусков. Во-первых, рассматривается лишь один метод – электромагнитные зондирования, причем только с управляемыми источниками. Во-вторых, исследования, результаты которых представлены в статьях выпуска, проведены в пределах одного региона – Кольского полуострова, при этом в трех статьях описаны методические разработки, выполненные специально для обеспечения эксперимента “Мурман-2018” по дистанционному электромагнитному зондированию в комплексе с частотными и аудиомагнитотеллурическими зондированиями [Жамалетдинов и др., 2019]. Иными словами, во всех отношениях тематика номера очень узкая.
При планировании эксперимента “Мурман-2018” ставилась задача определения положения границы, рассматриваемой иногда в качестве сейсмической границы Конрада, между двумя слоями кристаллической земной коры, находящимся: один (верхний) – в хрупком, а другой – в пластичном состоянии. Результаты дистанционных зондирований на постоянном токе, рассматривавшихся в качестве основного метода для решения задачи эксперимента, изложены в работе [Жамалетдинов и др., 2019]. В настоящем выпуске внимание акцентируется главным образом на частотных зондированиях с управляемым источником, причем в основном на решении проблем аппаратурно-методического обеспечения таких зондирований в этом эксперименте.
В статье А.Н. Шевцова описана методика совместной обработки и интерпретации данных АМТЗ и ЧЗ с двумя взаимно-ортогональными горизонтальными электрическими диполями в эксперименте “Мурман-2018”. Автор убедительно продемонстрировал эффективность предложенной им методики учета влияния приповерхностных проводников на результаты глубинных измерений.
А.А. Скороходов и В.В. Колобов цель своей работы обозначили ни много ни мало как обеспечение исследования в рамках эксперимента “Мурман-2018” геоэлектрического разреза в таком диапазоне глубин, который невозможно исследовать другими методами. Для ее достижения авторы выполнили сравнительный анализ разных методов выделения полезных сигналов из данных с низким отношением сигнала к помехам. Была установлена высокая эффективность подавления помех сочетанием предварительной фильтрации сигналов с последующим использованием метода накопления. Разработанная методика успешно использована для обработки данных эксперимента “Мурман-2018”.
Исследование больших глубин земной коры методами электромагнитных зондирований, а именно это было целью эксперимента “Мурман-2018”, требует использования мощных источников энергии. В статье М.Б. Баранника представлен автономный генератор “Энергия-4”, обеспечивающий зондирования на постоянном и переменном токе в диапазоне частот от 0.1 Гц до 2000 Гц, описан опыт его применения в эксперименте “Мурман-2018”. В сочетании с эффективными методами обработки информации использование генератора “Энергия-4” обеспечило получение кондиционных данных на удалении 110 км от источника поля.
В статье П.Е. Терещенко представлены результаты рекогносцировочных электромагнитных зондирований земной коры Мурманского блока Фенноскандинавского кристаллического щита, проводившихся в рамках эксперимента “FENICS-2019”. В качестве одного из источников зондирующего поля использовалась высоковольтная линия электропередачи длиной около 110 км. Зондирования проводились в частотном диапазоне от 0.3 до 95 Гц, на удалении до 370 км, измерялись две компоненты электрического поля и три магнитного. Даны рекомендации по дальнейшему развитию эксперимента.
В статье А.А. Жамалетдинова предложен способ количественной коррекции статических искажений результатов глубинных электромагнитных зондирований, вызываемых влиянием неоднородностей верхнего полупространства. Коррекция осуществляется с помощью нормирования кривой кажущегося сопротивления на значение полного горизонтального магнитного поля. Приведены теоретическое обоснование способа, соответствующие алгоритмы вычислений и пример его практического применения для обработки данных, полученных при частотном многолучевом зондировании в поле контролируемого источника в рамках эксперимента “Ковдор-2015” [Жамалетдинов и др., 2017].
Финансирование. Представленные работы выполнены при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты №№ 18-05-00528 и 19-05-00823) и госзадания КНЦ РАН.
Литература
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
Жамалетдинов А.А., Велихов Е.П., Шевцов А.Н., Скороходов А.А., Колобов В.В., Ивонин В.В., Колесников В.В. Эксперимент “Мурман-2018” по дистанционному зондированию с целью исследования границы “непроницаемости” на переходе между хрупким и пластичным состояниями кристаллической земной коры // Доклады Академии наук. 2019. Т. 486, № 3. C.359–364. https://doi.org/10.31857/S0869-56524863359-364
METHODOLOGICAL
DEVELOPMENTS FOR ELECTROMAGNETIC CONTROLLED SOURCE SOUNDINGS:
PREFACE TO THE SPECIAL ISSUE
A.Ya. Sidorin
Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
e-mail: al_sidorin@hotmail.com
Abstract. The special issue is presented describing the results of methodological developments for electromagnetic soundings with controlled sources in the experiments Kovdor-2015, Murman-2018 and FENICS-2019.
Keywords: electromagnetic sounding, controlled sources, methodological development, Kola Peninsula, Kovdor-2015, Murman-2018, FENICS-2019
References
Zhamaletdinov A.A., Velikhov E.P., Shevtsov A.N., Kolesnikov V.E., Skorokhodov A.A., Korotkova T.G., Kolobov V.V., Ivonin V.V., Ryazantsev P.A., Birulya M.A. The Kovdor-2015 experiment: study of the parameters of a conductive layer of dilatancy–diffusion nature (DD layer) in the Archaean crystalline basement of the Baltic Shield, Doklady Earth Sciences, 2017, vol. 474, no. 2, pp. 641–645.
Zhamaletdinov A.A., Velikhov E.P., Shevtsov A.N., Skorokhodov A.A., Kolesnikov V.E., Kolobov V.V., Ivonin V.V. The Murman-2018 experiment on remote sensing in order to study the “impenetrability” boundary at the transition between brittle and plastic states of the crystalline Earth’s crust, Doklady Earth Sciences, 2019, vol. 486, no. 1, pp. 575–579. https://doi.org/10.1134/S1028334X19050301