Якутия. Работы около поселка Айхал

Изучение объектов типа кимберлитовая трубка методом ЗВТ около поселка Айхал ( республика Саха-Якутия, Россия ).

Работы проводились в рамах договора с НИГП АК «АЛРОСА» (ОАО). Эти работы интересны тем, что в них впервые по плотной сети измерялись не только компонента dBz/dt, но и горизонтальная компонента dBfi/dt. Кроме того, мы дополнили работу двумя профилями измерений компоненты Er. В результате этих работ мы смогли локализовать трубки, которые являются слабоконтрастными объектами и практически не выделяются другими методами электроразведки. По результатам измерений компонент dBz/dt, и dBfi/dt было выявлено 3 аномалии, но только 2 из этих аномалий были выявлены по обеим компонентам, одна выявилась только по измерениям одной компоненты и была отбракована. Эти две аномалии были подтверждены и измерениями сигналов Er. Таким образом, информация по измерениям каждой новой компоненты отбраковывала некоторые аномалии и дополняла исследования важной информацией.
Радиус КЭД был 350 м. Общий ток в КЭД составил 8 А. Мы использовали индукционные датчики ПДИ-175 ( эф. площадь 30000 м2). Площадь работ составила около 1,3 км2 ( прямоугольник со сторонами 1300 и 1000 м ). Было проведено 238 измерений компоненты dBz/dt, 105 измерений компоненты dBfi/dt, 12 измерений компоненты Er а также 4 пикета МПП с использованием генераторной петли 100х100м.
При обработке данных материалов мы сначала выделили аномалии по компонентам dBz/dt (сеть наблюдений 100х50м) и dBfi/dt (сеть 200х50м). Далее мы сопоставили аномалии, полученные по разным компонентам, и оставили только аномалии проявляемые в обоих компонентах. И наконец, мы проверили границы аномалий по точкам измерения Er.

На участке есть поднятие рельефа примерно 3 градуса в направлении с северо-запада на юго-восток, поэтому на поздних временах сигнал определялся этим обстоятельством. Мы провели математическое моделирование, которое подтвердило наше предположение, что на поздних временах сигнал определяется поднятием рельефа. На более ранних временах мы отчетливо наблюдаем сигнал от локальных 3D объектов. Т.к. линия перехода из положительной области сигнала dBz/dt в отрицательную проходит через центр 3D объекта, то мы выделили области смены знака, за исключением перехода через ноль по линии северо-запад – юго-восток (эта смена знака сигнала связана с поднятием рельефа). На рис.1а отражены результаты измерений сигнала ( dBz/dt ) на времени 93 мкс. Отчетливо выделяются 3 аномалии, центры которых совпадают с локальными переходами сигнала через 0.

Как мы уже видели выше на моделировании, для компоненты dBfi/dt характерно совпадение минимума сигнала с положением центра 3D объекта. Т.е. локальные аномалии совпадают в полевом сигнале компоненты dBfi/dt с максимальными значениями сигнала. На рис.1б приведены результаты измерений компоненты на времени 75 мкс, на этом рисунке приведены выявленные нами 3 аномалии по результатам измерений компоненты dBfi/dt. Нужно отметить, что измерения компоненты проводилось с шагом между профилями 200 метров. Если предположить, что линейный размер 3D объектов 150 метров, то придется констатировать, что шаг между профилями слишком велик. Поэтому наши аномалии, выявленные по сигналу dBfi/dt, будут заведомо смещены от расположения реальных аномалий. Выявленная нами аномалия 2 легко выделяется. Переход через 0 в сигнале компоненты dBz/dt совпадает со следующим профилем находящимся восточнее профиля на котором выделяется 2-ая аномалия, но измерения компоненты dBfi/dt по следующему профилю не проводились. Поэтому мы сместили аномалию 2 восточнее.

Рис 1. Площадные результаты работ. Рис.а dBz/dt на времени на времени 93 мкс. Рис.б dBfi/dt на времени на времени 75 мкс. Рис.в dBz/dt на времени на времени 93 мкс и две аномалии подтвержденные в измерениях 3-ех компонент электромагнитного поля.
Перейдем к рассмотрению результатов измерений Er компоненты. Интерпретация этих результатов в методе ЗВТ возможна в одномерном, привычном для электроразведчиков варианте. Мы используем закрепленный источник – КЭД, а точки измерений находятся на разном расстоянии и в разном направлении от центра КЭД, в этих условиях 1D инверсию можно с успехом применять в случае, если нет 3D объектов между центром КЭД и точкой измерения сигнала.

Поляризацию мы учитывали по модели Cole-Cole. На рис.2а приведены коэффициент поляризации и суммарная проводимость среды по результатам интерпретации 1-го профиля, состоящего из 8 пикетов. Все кривые были подобраны с невязкой менее 10 %, исключение составил пикет 288-207. При измерениях на пикете 288-207 после 5 мс наблюдается 2 перехода через 0, этот факт невозможно объяснить в рамках 1D модели. На профиле мы наблюдаем резкое изменение характера среды, начиная с пикета 288-207. Параметр поляризации изменяется в 3 раза, а суммарная проводимость среды в 2 раза. При работе с КЭД это происходит в случае, когда существует нарушение горизонтальной слоистости среды (в нашем случае логичней всего предположить наличие локального объекта недалеко от пикетов 287-208 и 288-207). Этим мы подтверждаем восточную границу 1-ой аномалии.

2-ой профиль состоит из 4 пикетов с 288_212.5 по 291_211. На рис.2б приведены полевые сигналы всех 4-ех пикетов. Сигнал 288_212.5 пикета выглядит как сигнал, который можно подобрать в рамках 1D модели, тем не менее, подобрать 1D модель не удалось. Остальные 3 пикета имеют переходы через 0 (это видно на врезке рис.2б), что сразу предполагает невозможность использования 1D модели. Кроме того характер кривых сильно изменяется при переходе от 288-212.5 пикета к 289-212 пикету. Из характера изменения кривых на 2-ом профиле, нехарактерного для изменения между кривыми над горизонтально-слоистым разрезом, можно сделать предположение, что мы пересекли ближнюю к КЭД границу 3D объекта.

Рис 2. а — параметры среды по результатам интерпретации компоненты Er (профиль 1). Красные квадраты — суммарная проводимость среды. Синие кружки — коэффициент поляризации первого слоя по модели Cole-Cole. б — кривые ЭДС по 2-му профилю
Выводы.

Итак, аномалии 1 и 2 выявляются по площадным наблюдениям компонент dBz/dt и dBfi/dt. При анализе электрической ( Er) компоненты мы отмечали, что вблизи пикетов 287-208 и 288-207 мы находимся рядом с 3D объектом, это подтверждает восточную границу 1-ой аномалии. При анализе измерений компоненты 2-го профиля, мы также отметили, что пикет 288_212.5 находится между границей 3D объекта и центром КЭД, а пикеты 289-212, 290-211.5 и 291-211 над 3D объектом или за дальней от центра КЭД границей 3D объекта. Тем самым мы подтвердили западную границу 2-ой аномалии. Итак, аномалии 1 и 2 подтверждены по измерениям 3-ех компонент электромагнитного поля. Расположение 1 и 2-ой аномалий, подтвержденных по всем 3-ем компонентам электромагнитного поля, показано на рис. 1в. Т.е. аномалии 1 и 2 мы предлагаем как основной результат наших работ и связываем их с трубками.
Ну и в заключение несколько слов о 3D интерпретации. Полноценно провести 3D инверсию этих материалов не удалось. Работы проводились в условиях сложного строения вмещающей толщи, выяснение структуры которой само по себе является серьезной задачей, причем, в районе вечной мерзлоты. В этих местах велико влияние вызванной поляризации на ранних временах, даже в компонентах dBz/dt и dBfi/dt. У нас пока нет возможности полноценно и оперативно учитывать параметры поляризации при трехмерном моделировании. Несмотря на это, благодаря большому объему разнообразной информации собранной об объектах удалось выполнить поставленную задачу.

Публикации.

Могилатов В.С., Злобинский А.В. Свойства кругового электрического диполя как источника поля для электроразведки. // Геология и Геофизика г. 2014 № 55. с. 1341-1347. 0.8 Мб, pdf-формат

Злобинский А.В., Mогилатов В.С. Электроразведка методом ЗВТ в рудной геофизике. // Геофизика г. 2014 № 1. с. 26-35. 4.0 Мб, pdf-формат

Злобинский А.В., Квашнин К.А., Mогилатов В.С. Электроразведка методом зондирования вертикальными токами применительно к рудной геофизике. // Геофизика г. 2010 № 6. с. 53-57. 1.0 Мб, pdf-формат

Буклеты

Описание ЗВТ. Положение дел на 2012 год. 7 Мб, pdf-формат
Работы по поиску рудных месторождений. 3.0 Мб, pdf-формат