Магнитотеллурические методы

К магнитотеллурическим методам относится ряд методов электроразведки, основанных на изучении естественных (магнито-теллурических) полей космического происхождения. Основным из них является магнитотеллурическое зондирование (МТЗ). По решаемым задачам к нему близки магнитовариационнoе зондированиe (МВЗ) и профилирование (МВП), метод теллурических токов (МТТ), магнитотеллурическое профилирование (МТП) и др.

1. Магнитотеллурическое зондирование. Магнитотеллурическое зондирование (МТЗ) и его глубинный вариант (ГМТЗ) основаны на изучении магнитотеллурических полей с меняющимися на два и более порядка периодами колебаний. Как отмечалось ранее, вследствие скин-эффекта глубина проникновения электромагнитного поля в землю тем больше, чем меньше частота ( ) или больше период колебаний ( ). Поэтому методика МТЗ сводится к длительным (иногда сутки) регистрациям с помощью измерительной лаборатории ЭРС взаимно перпендикулярных компонент поля ( ) различных периодов. При обработке получаемых магнитотеллурограмм выделяются сигналы с периодами, отличающимися менее, чем в два раза, чаще всего в интервале от 1 до 100 с. Далее рассчитываются амплитуды сигналов, а по ним - кажущиеся сопротивления:

(25)

В результате на бланке с логарифмическим масштабом по осям координат (модуль 10 см) строятся амплитудные кривые МТЗ. По горизонтальной оси откладывается - величина, пропорциональная глубинности исследований, а по вертикальной оси - кажущиеся сопротивления и среднее из них (рис. 26).

Над горизонтально слоистой средой , а над неоднородной по УЭС в горизoнтальном направлении они могут резко отличаться. Поэтому для интерпретации используется средняя кривая (рис. 32), дающая усредненную характеристику изменения УЭС с глубиной. Кроме амплитудных кривых можно строить фазовые кривые, т.е. изменение разностей фаз между составляющими и и от .

При наземных и морских работах точки МТЗ располагаются либо по системам профилей, либо равномерно по площади. Расстояния между ними меняются от 1 до 10 км.

Рис. 32. Кривые МТЗ над неоднородной средой

Менее информативны по сравнению с МТЗ магнитовариационные зондирования (МВЗ), в которых измеряются разнопериодные вариации лишь магнитных составляющих геомагнитного поля Земли в широком диапазоне периодов.

На рис. 33. можно увидеть схему установки методом МТЗ для станции ЦЭС-М.

Рис. 33. Схема установки.

Рис. 34. Геоэлектрический разрез по профилю "Барятино - Медынь", построенный по данным МТЗ.

Рис. 34. Геоэлектрический разрез по профилю "Барятино - Медынь", построенный по данным МТЗ:
1 - известняки, глины, C1 - D3; 2 - терригенная толща, D2; 3 - высокоминерализованная терригенная толща, D2; 4 - фунда-мент, Ar-Pr1; 5 - удельное сопротивление; 6 - точки МТЗ.

2. Методы теллурических токов, магнитотеллурического и магнито-вариацион-ного профилирований. В методе теллурических токов (МТТ) одновременно регистрируются синхронные вариации электрических составляющих поля ( и ) на одном базисном (опорном) и на всех рядовых пунктах изучаемой площади. Для синхронизации работ двух или нескольких станций, расположенных на расстояниях до 50 - 100 км от базисного пункта, используются радиостанции.

В результате обработки записей поля теллурических токов рассчитываются разные теллуропараметры. Чаще всего определяется теллуропараметр , где и - синхронные вариации поля на любой рядовой и базисной точках. Он характеризует относительные значения плотностей естественных токов и кажущихся сопротивлений в этих точках. В отличие от МТТ в магнитовариационном профилировании (МВП) на полевых и базисных пунктах регистрируются вариации магнитного поля.

При магнитотеллурическом профилировании (МТП) на полевых пунктах одновременно регистрируются и электрические ( ), и магнитные ( ) составляющие поля. Если при обработке магнитотеллурограмм выделять на всех пунктах вариации примерно одного небольшого интервала периодов колебаний, то получаемые или расчетные параметры поля будут характеризовать разрез примерно на одной глубине.

Система наблюдений при работах МТТ, МТП, МВЗ сводится к площадным съемкам с расстояниями между точками порядка 1 км.

Глубинность и задачи, решаемые магнитотеллурическими методами, различны. При периодах естественных полей, меньших 1 с, расчленяются осадочные породы, меньших 100 с - определяются глубина залегания фундамента и УЭС земной коры, а при Т 1000 с - изучается глубинная электропроводность земной коры и мантии.