 |
2.2. Изучение геологического строения района исследований методами электроразведки
|
|
|
|
2. 2. Изучение геологического строения района исследований методами электроразведки
В 1948 г. в рамках Барабинской геофизической экспедиции на территории Татарского района Новосибирской области была проведена электроразведка методом ВЭЗ с целью изучения локального пологого поднятия рельефа, расположенного севернее г. Татарска. Автором текущей диссертации были оцифрованы и проинтерпретированы архивные кривые ВЭЗ для группы точек наблюдения №57-60 (рис. 8) с целью изучения геологического строения района работ.
Помимо работы с данными ВЭЗ летом 2018 и 2019 гг. автор диссертации принял участие в электроразведочных исследованиях территории полевого эксперимента методами соосных ЗСБ и МТЗ, результаты которых были также обработаны и проинтерпретированы, а также сопоставлены между собой и с данными ВЭЗ.
Рис. 8. Кривые ВЭЗ для группы точек наблюдения №57-60 Барабинской геофизической экспедиции 1948 г.
2. 2. 1. Генераторная и измерительная аппаратура
Для проведения измерений методом МТЗ использовалась измерительная аппаратура MTU-5 (рис. 9) фирмы Phoenix Geophysics (Канада).
Рис. 9. Аппаратура MTU-5 (Phoenix Geophysics, Канада) [74]
При проведении работ использовалась стандартная расстановка станции MTU-5 на местности с 5-ти канальной регистрацией сигналов (рис. 10). Длины линий составили по 100 м каждая, время измерений составило 41 ч., установка была ориентирована по сторонам света.
Рис. 10. Стандартная схема расстановки станции MTU-5 на местности [91]
В процессе измерений методом МТЗ летом 2018 и 2019 гг. в районе работ не наблюдалось гроз и других природных и техногенных явлений, ухудшающих обстановку для МТЗ, а сами измерения были выполнены методически правильно, что позволяет сделать вывод о достоверности полученных данных в процессе исследований.
|
|
|
Для проведения измерений методом ЗСБ использовалось два типа измерительной аппаратуры:
1. Измеритель «Цикл-7» [16, 84];
2. Телеметрическая аппаратура «FastSnap» для электромагнитных зондирований [35, 81].
В качестве генератора использовались коммутатор тока «Цикл-T50» и блок управления коммутатором тока (рис. 11) того же производителя [85]. Синхронизация измерений осуществлялась посредством GPS.
Рис. 11. Блок управления коммутатором тока «БУКТ-2 ЦИКЛ-ГЕО»
Источник питания состоял из 9 автомобильных аккумуляторов, соединенных последовательно (рис. 12), что обеспечивало ток в генераторной петле 11. 5-12. 5 А.
Рис. 12. Генераторная группа ЗСБ
2. 2. 2. Расположение элементов генераторно-измерительной установки
Расположение всех элементов генераторно-измерительной группы на местности осуществлялось с использованием навигатора «Garmin 64-st», который обеспечивает точность позиционирования 1 м, поскольку работает с использованием данных как спутников GPS, так и спутников ГЛОНАСС. Ввиду того, что местность проведения работ открытая и слабозалесенная, во время проведения работ количество одновременно видимых спутников было не менее 10, что также обеспечивало высокую точность позиционирования. Помимо использования навигатора все расстановки петель и линий контролировались вешками так, чтобы несколько вешек вдоль прокладки провода были видны и составляли одну линию. Таким образом, можно еще раз сказать, что максимальное отклонение расстановки петель и линий относительно запланированного положения было не более 1 м. Угол расстановки петель и линий относительно направления на истинный север составил 10°, и был выбран из соображений максимальной прямой видимости и отсутствия залесенности вдоль линий и сторон петель для более точного расположения на местности. Схема пространственного положения всех элементов генераторно-измерительной группы, а также центра установки МТЗ показана на рис. 5 и 13, а в табл. 1 приведены GPS-координаты этих объектов, где:
|
|
|
1. QQ – центр установки МТЗ, а также генераторной и измерительной петель ЗСБ;
2. Q1Q2Q3Q4 – «большая» генераторная петля квадратной формы размерами 500х500 м с общим электрическим сопротивлением 8. 6 Ом;
3. Q5Q6Q7Q8 – «большая» соосная измерительная петля квадратной формы размерами 100х100 м, которая располагалась в центре «большой» генераторной петли c той же ориентацией относительно сторон света, что и последняя. Использовалась для изучения геологического строения разреза участка работ на целевых глубинах, а также в качестве «малой» генераторной петли, ей соответствовала «малая» центральная соосная измерительная петля размерами 20х20 м для изучения ВЧР в центре установки;
4. N11N12N13N14, N21N22N23N24, N31N32N33N34, N41N42N43N44 – «малые» генераторные петли квадратной формы размерами 100х100 м, которые располагались на дальних концах соответствующих радиальных измерительных линий MN c той же ориентацией относительно сторон света, что и «большая» генераторная петля. Каждой из этих петель соответствовала «малая» центральная соосная измерительная петля размерами 20х20 м, предназначавшаяся для изучения ВЧР на дальних участках исследуемой площади.
Целевые исследования (измерение разности потенциалов) проводились в:
1. M1N1, M2N2, M3N3, M4N4 – радиальных линиях длиной 1000 м для регистрации радиальной компоненты электрического поля 
. Заземления осуществлялись неполяризующимися электродами, используемыми для измерений методом МТЗ;
2. M1Efi1, M2Efi2, M3Efi3, M4Efi4, M2Efi5, N2Efi6, N2Efi7 – тангенциальных измерительных линиях длиной 100 м для регистрации нормальной компоненты электрического поля 
с целью более тщательного изучения горизонтальной однородности среды. Заземления также осуществлялись неполяризующимися электродами, используемыми для измерений методом МТЗ.
По результатам полевых измерений 2018 года по исследованию эффекта Холла в геологической среде было установлено сильное влияние погодных условий на результаты ЗСБ, поэтому аналогичные измерения, проводимые в 2019 г. проводились на том же участке и в течении более продолжительного промежутка времени для записи сигналов ЗСБ при благоприятных условиях, полностью повторяли исследования 2018 г., а также были значительно дополнены рядом контрольных и методических измерений для более детального исследования вклада эффекта Холла при геоэлектромагнитных зондированиях и более детального изучения геологического строения среды на участке работ. Комплекс методических исследований заключался в изучении влияния нарушения исходной геометрии установки на получаемые результаты и включал в себя:
|
|
|
1. Запись сигналов на линиях Efi2Efi6 и Efi5Efi7 – для сравнения сигналов с исходной линии M2N2 и с линий, смещенных параллельно относительно их планируемого положения.
2. Регистрацию сигналов на линиях M2Efi6, M2Efi7, N2Efi2 и N2Efi5 – для изучения влияния смещения одного из концов линии M2N2 перпендикулярно ее проектируемому положению.
Решение проводить полевые эксперименты 2019 г. на том же месте, что и в 2018 г. было принято в связи с необходимостью проверки повторяемости результатов экспериментов. Все вышеперечисленные этапы измерений, проведенные в 2019 г. на участке работ 2018 г., были повторены на некотором удалении (первые 10 км) на С-В от первого участка работ для исключения влияния места проведения измерений на их результаты.
Рис. 13. Расположение элементов генераторно-измерительной установки методами ЗСБ и МТЗ при проведении полевых работ 2018-2019 гг.
Табл. 1. GPS-координаты расположения точек наблюдения ВЭЗ, основных элементов генераторно-измерительного комплекса ЗСБ, а также центра установки МТЗ
(Система координат UTM, зона 43N, датум WGS84)
| Точка | X, м | Y, м | С. Ш., ° | В. Д., ° | ||
| Точки наблюдения ВЭЗ Барабинской геофизической экспедиции 1948 г. | ||||||
| 13557806. 074 | 6118401. 346 | 55. 185833 | 75. 907500 | |||
| 13564506. 639 | 6120070. 945 | 55. 200000 | 76. 013056 | |||
| 13569391. 409 | 6121072. 471 | 55. 208333 | 76. 090000 | |||
| 13573835. 191 | 6121886. 477 | 55. 215000 | 76. 160000 | |||
| 13579225. 371 | 6123092. 947 | 55. 225000 | 76. 245000 | |||
| 13584303. 513 | 6123836. 101 | 55. 230833 | 76. 325000 | |||
| Основные элементы генераторно-измерительного комплекса ЗСБ на первом участке
| ||||||
| | 13567314. 147 | 6081482. 172 | 54. 852921 | 76. 031493 | ||
| Efi2 | 13568082. 217 | 6081431. 870 | 54. 852626 | 76. 043262 | ||
| Q1 | 13567113. 753 | 6081757. 532 | 54. 855522 | 76. 028323 | ||
| Q2 | 13566544. 268 | 6081656. 289 | 54. 854740 | 76. 035994 | ||
| Q3 | 13566462. 377 | 6081160. 231 | 54. 850318 | 76. 034642 | ||
| Q4 | 13567031. 926 | 6081261. 462 | 54. 851100 | 76. 026977 | ||
| Q5 | 13567278. 004 | 6081512. 559 | 54. 853436 | 76. 030868 | ||
| Q6 | 13567385. 046 | 6081514. 161 | 54. 853282 | 76. 032385 | ||
| Q7 | 13567368. 594 | 6081421. 130 | 54. 852406 | 76. 032118 | ||
| Q8 | 13567261. 551 | 6081419. 529 | 54. 852560 | 76. 030601 | ||
| M1 | 13566348. 582 | 6084034. 861 | 54. 859547 | 76. 033494 | ||
| M2 | 13568065. 780 | 6081338. 836 | 54. 851742 | 76. 042989 | ||
| M3 | 13567172. 643 | 6082593. 471 | 54. 846295 | 76. 029428 | ||
| M4 | 13565510. 469 | 6081579. 264 | 54. 854077 | 76. 019997 | ||
| N1 | 13566521. 860 | 6083171. 434 | 54. 868394 | 76. 036198 | ||
| N2 | 13567978. 910 | 6081182. 882 | 54. 850187 | 76. 058310 | ||
| N3 | 13567036. 644 | 6079746. 057 | 54. 837449 | 76. 026719 | ||
| N4 | 13564527. 056 | 6081719. 693 | 54. 855638 | 76. 004666 | ||
|
|
|
