|
апрель 2007 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИИ
содержание
Куликов В.А., Яковлев А.Г.
Еще 15-20 лет назад магнитотеллурические методы применялись лишь для изучения глубоких горизонтов земной коры и структуры крупных осадочных бассейнов. Диапазон изучаемых глубин составлял от первых километров до сотен километров. В пределах Норильской рудной зоны (НРЗ) в 70х годах прошлого столетия выполнялись магнитотеллурические зондирования с аппаратурой МТЛ и ЦЭС-2, с целью выявления и изучения структуры глубинных разломов, картирования рельефа докембрийского фундамента, построения карты суммарной продольной проводимости осадочного чехла. Магнитотеллурические методы решали региональные задачи тектонического районирования.
За последние 10 лет в магнитотеллурике произошла, по сути, техническая революция. Появилась возможность использовать МТ методы для прямого поиска сульфидных руд в диапазоне глубин от первых сотен метров до первых километров. Новые возможности связаны с появлением современной надежной и компактной аппаратуры, развитием высокочастотной модификации МТЗ - аудимагнитотеллурических измерений (АМТЗ), использовании при обработке записей с удаленной базовой точки.
В условиях НРЗ основные проблемы МТЗ связаны с высоким уровнем промышленных помех на участках, расположенных вблизи промышленной зоны, и наличием в разрезе горизонта с аномально высокой проводимостью - Тунгусской серии (С2-Р2). Тунгусская серия мощностью от 0 до 600 метров представлена терригенными глинистыми породами с широко развитыми пластами графитизированных углей. В случае, когда рудоносные интрузии залегают в пределах Тунгусской серии или под ней, возможности электроразведочных методов существенно уменьшаются. Для борьбы, как с промышленными, так и с геологическими помехами, в последние годы активно привлекаются магнитовариационные параметры. Работа по оценке возможностей магнитовариационных параметров для повышения разрешающей способности МТ-методов на модельных данных и на практических примерах проводились совместно сотрудниками кафедры геофизики Геологического факультета МГУ, ООО "Северо-Запад" и ПО "Норильскгеология".
Классическим методом ЭМ зондирования, использующим естественное поле Земли, является магнитотеллурический, основанный на изучении линейной связи между горизонтальными компонентами ЭМ поля в одной точке, выражаемой оператором импеданса Z. Амплитудные оценки импеданса преобразуются в параметры кажущегося сопротивления и обеспечивают содержательную визуализацию геоэлектрической среды.
Традиционный метод магнитовариационного зондирования основан на изучении линейной связи между вертикальной и горизонтальными компонентами переменного геомагнитного поля, выражаемой оператором типпера Wz. По типперам строятся индукционные векторы, также наглядно визуализирующие геоэлектрические аномалии: эти векторы направлены от аномалий низкого сопротивления, а их длина прямо отражает интенсивность аномалий.
Наряду с локальными операторами импеданса и типпера, в зондированиях с естественными полями используются и синхронные передаточные операторы: теллурический T', и магнитовариационный M', связывающие синхронно измеренные горизонтальные компоненты, соответственно, электрического и магнитного поля в двух точках - полевой и базовой (выбираемой вдали от изучаемых аномалий среды). Метод горизонтального магнитовариационного зондирования, использующий оператор M', получил новый импульс развития в современных проектах площадных синхронных ЭМ зондирований. Этот метод устойчив к гальваническим искажением и имеет целый ряд преимуществ по сравнению с МВ методом на основе геомагнитного типпера Wz. Оператор M' имеет более полную тензорную структуру, оценивается надежнее типпера на длинных периодах и вносит меньшую нелинейность в решение обратной задачи. Чувствительность данных Wz и M' может существенно различаться, особенно в точках над осями аномалий электрического сопротивления, где амплитуды Wz близки к нулю и определяются наименее стабильно. Горизонтальные магнитные отклики, наоборот, максимальны над аномалиями низкого сопротивления и обеспечивают их прямое картирование.
Важнейшим теоретическим результатом последних лет стало установление информационной эквивалентности идеально заданных двумерных данных Z и Wz - типпер, как и импеданс, позволяет определить не только аномальную геоэлектрическую структуру, так и параметры нормального разреза. Аналогичная эквивалентность имеет место в 2D среде и между импедансом и горизонтальным магнитным оператором M'.
Модельные расчеты и результаты интерпретации некоторых экспериментальных данных показали, что в присутствии неоднородностей в верхней части разреза магнитные операторы - типпер и горизонтальный магнитный оператор (Wz,M') существенно повышают возможности магнитотеллурики по выделению и локализации локальных проводящих объектов на большой глубине. Отмечено, что локальность горизонтального магнитного оператора существенно выше типпера за счет медленного убывания вертикальной компоненты магнитного поля при удалении от аномальной зоны.
|
