Проведение магнитно-теллурического зондирования при помощи аппаратуры компании Phoenix Geophysics Ltd
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? поля могут быть представлены в виде
;
1.6.2 Аномальные электромагнитные поля и их классификация
Аномальные электромагнитные поля, или электромагнитные аномалии, обусловлены действием горизонтальных геоэлектрических неоднородностей разреза. В зависимости от глубины залегания геоэлектрических неоднородностей электромагнитные аномалии делятся на два класса:
1.поверхностные аномалии, вызванные неоднородностями приповерхностного слоя, образованного осадочным чехлом и водой морей и океанов;
2.глубинные аномалии, связанные с неоднородностями консолидированной и верхней мантии.
Если поверхностные и глубинные аномалии накладываются друг на друга, формализация этих понятий затрудняется. Аномальное поле поверхностного происхождения возбуждает глубинные геоэлектрические неоднородности и, следовательно, вносит вклад в глубинные аномалии, а аномальное поле глубинного происхождения возбуждает геоэлектрические неоднородности осадочного чехла и, следовательно, участвует в формировании поверхностных аномалий. Такие аномалии можно разделить исходя из распределения избыточных токов. Обширные аномалии, простирающие на сотни тысяч километров, носят название региональных. Региональные аномалии отмечаются над крупными тектоническими структурами или над зонами с повышенной электропроводностью верхней мантии. К региональным относятся аномалии, обусловленные влиянием океана.
На фоне региональных аномалий наблюдаются локальные аномалии, размеры которых исчисляются десятками километров. Локальные аномалии могут быть связаны с мелкой складчатостью осадочных пород, глубинными разломами, гидротермальными зонами, местами скопления углеводородов, очагами плавления корового или мантийного вещества и пр.
Форма электромагнитных аномалий зависит от геометрии геоэлектрических неоднородностей. В электроразведке рассматриваются двумерные и трехмерные неоднородности. Двумерные неоднородности - это математическая абстракция, существующая только в теории. Однако, если реальная неоднородность вытянутая в каком либо направлении и ее продольный размер намного больше поперечного, аномальное электромагнитное поле можно рассматривать как двумерное, то есть не зависящая от одной их пространственных координат. Такие аномалии называются квазидвумерными. Аномалии, не удовлетворяющие условию квазидвумерности, считаются трехмерными.
1.7 Соотношение между компонентами ЕЭМП в условиях горизонтально-неоднородного разреза. Кривые магнитотеллурического зондирования
Физико-математические основы магнитотеллурического метода строятся на предположении о том, что поле представляет собой плоскую электромагнитную волну, падающую на горизонтальную дневную поверхность под произвольным углом, зависящим от географического положения исследуемой площади и распределения источников электромагнитного поля в ионосфере. При этом, на поверхности Земли регистрируются 4 компоненты ЕЭМП две ортогональных горизонтальных электрических компоненты и две ортогональных горизонтальных магнитных компоненты: Ex, Ey, Hx, Hy. Чтобы избавиться от необходимости знать параметры источника вводится понятие импеданса - нормировки электрической компоненты ЕЭМП на ортогональную магнитную:
Z = Ex/Hy = - Ey/Hx.
Величина обратная импедансу носит название адмитанс:
Y = Hy/Ex = - Hx/Ey.
Это предположение справедливо в случае горизонтально-слоистой однородной среды. Если разрез горизонтально неоднороден то соотношения между компонентами ЕЭМП принимают более сложный характер:
Ex = Zxx*Hx+Zxy*Hy
Ey = Zyx*Hx+Zyy*Hy
Hx = Yxx*Ex+Yxy*Ey
Hy = Yyx*Ex+Yyy*Ey.
В этом случае вводится понятие тензора импеданса и тензора адмитанса:
Компоненты Zxy, Zyx называются главными компонентами тензора импеданса, а компоненты Zxx, Zyy - дополнительными. В горизонтально-слоистой среде дополнительные компоненты тензора импеданса значительно меньше главных, а главные компоненты равны между собой.
Результаты обработки данных МТЗ представляются обычно в виде графиков кривых компонент тензора импеданса, кажущихся сопротивлений и фазовых кривых. По оси абсцисс при этом откладывается значение квадратного корня из периода. Все построения ведутся в логарифмическом масштабе.
Кривые кажущегося сопротивления качественно отражают изменение сопротивления разреза с глубиной. При этом их восходящие и нисходящие ветви в горизонтально-слоистой среде не могут идти круче, чем под 63025. В левой и правой частях кривые асимптотически выходят на значения, отвечающие соответственно сопротивлениям верхнего и нижнего слоев разреза.
Кривые фазы импеданса имеют смысл производных кривых кажущегося сопротивления по . Причем глубинность фазовых кривых несколько выше. Фаза импеданса меняется в пределах от -900 до 00. В левой и правой частях кривые фазы импеданса выходят на значение, равное -450.
2. Аппаратура для проведения магнитотеллурических измерений
2.1 Развитие аппаратуры для МТ измерений
Состав МТ аппаратуры в 60-е годы ограничивался аналоговыми фильтрами, усилителями и регистрирующими устройствами. Регистрация производилась обычно на ленту самописца или фотобумагу. Дальнейшая обработка полученных записей проводилась вручную.
В 70-е годы в составе МТ аппаратуры появились аналогово-цифровые преобразователи, и запись полей стали