0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Бобачев А.А., Горбунов А.А., Модин И.Н.   Двумерная инверсия данных электротомографии ледниковых отложений на Александровском моренном плато   / /   Природа и история Поугорья. Выпуск 4.     Калуга:   ИЦ «Постскриптум»   -   2006 C. 40-44.


А.А.Бобачев, А.А.Горбунов, И.Н.Модин


Двумерная инверсия данных электротомографии

ледниковых отложений на Александровском моренном плато


В январе-феврале 2006 г. на Александровской учебно-научной базе МГУ проведены опытно-методические работы по методу электротомографии (двумерной электроразведки) на постоянном токе. Цель работ состояла в опробовании предложенной авторами методики работ, которая достаточно производительна при работе с одноканальной аппаратурой, и вместе с тем позволяет получать данные, пригодные для автоматической двумерной инверсии. Кроме того, эта методика удобна и при использовании многоэлектродной и многоканальной приемной аппаратуры.

В мировой практике работы по 2D методикам проводятся с многоэлектродной аппаратурой с применением установок Шлюмберже или Веннера с линейным возрастанием разноса и частым (порядка расстояния между электродами – шага по разносу) шагом по профилю. По мнению авторов [1], качественные данные для двумерной инверсии дает комбинированная трехэлектродная установка Шлюмберже при использовании методики сплошных электрических зондирований (СЭЗ), разработанной на кафедре геофизики Геологического факультета МГУ [2, 5]. Проведение работ СЭЗ, с одной стороны, подразумевает выполнение больших объемов измерений, а с другой – требует установки линии «бесконечности». Это, безусловно, снижает производительность полевых работ по сравнению с обычными методиками электроразведки на постоянном токе и при практически полном отсутствии массовой многоэлектродной аппаратуры затрудняет внедрение в практику методики СЭЗ и 2D методик вообще. Предлагаемая в этой работе методика работ позволяет существенно сократить количество заземлений питающих электродов. Это делает ее наиболее пригодной при решении глубинных задач, когда приходится работать с большими токами, что требует трудоемкой организации заземления из многих электродов.

Рис.1. Точки записи измерений при наблюдениях по методике электротомографии с установкой

градиента.


В рассматриваемых опытно-методических работах применялась следующая методика (рис.1). Питающие электроды А и В располагаются на профиле наблюдений на расстоянии 120 м один от другого. Измерения выполняются с шагом по профилю 5 м, равен длине MN. Измерительная линия расположена на профиле, на расстояниях от ближайшего питающего электрода до середины MN в интервале от 7,5 до 57,5 м как внутри, так и вне АВ. По завершении измерений при одном положении линии АВ вся установка смещается на 30 м по профилю, и так до тех пор, пока не пройден весь профиль. При использовании многоэлектродной аппаратуры эта методика может быть реализована с расстановкой электродов с шагом 5 м. Аналогичная методика измерений (но без измерений вне АВ) была предложена В.К.Хмелевским (сплошные зондирования – СЗ) [4], близкие методики используются также при измерениях ВП (установка градиента – УГ). По производительности эта методика превосходит СЭЗ за счет уменьшения количества заземлений питающей линии и отсутствия линии «бесконечность».

Точки записи данных в разрезе кажущегося сопротивления образуют достаточно густую сеть, что позволяет применять двумерную инверсию при их интерпретации. Представление данных УГ в виде кривых зондирования возможно (за разнос можно принять расстояние от центра MN до ближайшего питающего электрода), но не имеет смысла. При измерении внутри АВ на больших разносах (в средней трети АВ) установка превращается в установку СГ, а для остальных значений на измеряемый сигнал влияет второй питающий электрод. При этом на измерения вне АВ второй питающий электрод в силу удаленности влияет меньше, а для измерений внутри АВ сильнее. Поэтому интерпретация данных УГ в рамках горизонтально-слоистой (одномерной) модели не целесообразна. Разделение всего набора измерений на «внешние» и «внутренние» данные для установок AMN и MNB упрощает представление полевых данных в виде псевдо-разрезов и может быть использовано при последующей обработке. Например, подавление искажений от приповерхностных неоднородностей в

программах x2ipi, MEDIAN или МРС [1, 2, 5] и подготовка к процедуре двумерной инверсии в x2ipi [1]. Разрезы кажущегося сопротивления по результатам измерений приведены на рис.2.

Рис.2. Разрезы кажущегося сопротивления по

измерениям вне АВ (а–AMN, б–MNB) и

внутри АВ (в–AMN, г–MNB).


Инверсия данных проведена в программе Res2DInv [6]. Параметры модели инверсии (глубина области разбиения, мощности и размеры блоков) заданы так, чтобы количество блоков в модели (т.е. количество подбираемых параметров) было сопоставимо с количеством значений кажущегося сопротивления (количеством отсчетов). Вблизи скважин были закреплены (взяты с большим весом) геоэлектрические модели по априорным данным; мощности задавались по данным бурения, удельные сопротивления – по опубликованным результатам интерпретации средних кривых зондирования [3]. Рельеф по профилю (абсолютные отметки всех положений электродов) задан по данным съемки дифференциальным GPS. Инверсия проводилась при отключенном условии гладкости результата. Геоэлектрический разрез по результатам инверсии представлен на рис.3а.

Рис.3. Геоэлектрические разрезы по результатам инверсии данных электротомографии с УГ (а) и данных СЭЗ (б). Белым даны прослеженные литологические границы разреза.


Для геологической интерпретации геоэлектрического разреза были установлены особенности структурного плана изоом, соответствующие литологическим границам в скважинах. Положение литологических границ в разрезе прослеживается путем трассировки этих особенностей (рис.3а). Если по результатам трассировки не удается получить осмысленного геологического разреза, инверсия проводится повторно при других параметрах разбиения, инверсии или весов априорных данных.

На рис.3б приведены результаты инверсии данных СЭЗ с такой же глубинностью, проведенных ранее на том же профиле [3]. Сопоставление двух геоэлектрических разрезов показывает, что элементы геологического разреза проявляются на них практически одинаково. Таким образом, показано, что применение электротомографии с УГ позволяет с меньшими, чем при применении СЭЗ, трудозатратами получать данные, пригодные для двумерной инверсии и геологической интерпретации. При соответствующем увеличении размеров установки и с большими токами в питающей линии эта методика позволяет решать глубинные (в том числе и рудные) задачи.


Литература


  1. Бобачев А.А., Горбунов, А.А. Двумерная электроразведка методом сопротивлений м вызванной поляризации: аппаратура, методики, программное обеспечение // Разведка и охрана недр. 2005. №12.

  2. Бобачев А.А., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Многоэлектродные электрические зондирования в условиях горизонтально-неоднородных сред // Разведочная геофизика. Обзор Вып. 2. М., 1996.

  3. Модин И.Н., Бобачев А.А., Горбунов А.А. Геологическое строение Александровского моренного плато по данным комплексных геофизических исследований // Тезисы международной научно-практической конференции «Инженерная геофизика -2005». Геленджик, 2005.

  4. Хмелевской В.К.Опережающая электрическая разведка проходки тоннелей методом ВЭЗ // Горный журнал. 1984. №11.

  5. Электроразведка методом сопротивлений / Под ред. В.К.Хмелевского, В.А. Шевнина. М.: Изд-во МГУ, 1994.

  6. Loke M.H., Barker R. D. Rapid lest-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method // Geophysical Prospecting, 44, 1996.





Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей