CC BY
110
ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ВЫСОКОТОЧНОЙ АЭРОГЕОФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СЕРИИ «ИМПУЛЬС-АЭРО»
Сергей Владимирович Барсуков
Федеральное государственное унитарное предприятие «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья», г. Новосибирск, Красный проспект, 67, инженер, тел. (383) 222-42-03, e-mail: turmalin@ngs.ru
Анастасия Александровна Белая
Федеральное государственное унитарное предприятие «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья», г. Новосибирск, Красный проспект, 67, и.о. заведующий лабораторией, тел. (383) 222-26-87, e-mail:
n.zabortseva@gmail.com
Юрий Юрьевич Дмитриев
Закрытое акционерное общество «Аэрогеофизическая разведка», г. Новосибирск, 630007, Октябрьская магистраль, 4, главный геофизик, тел. (383) 344-92-45, e-mail: future59@mail.ru
Андрей Сергеевич Сверкунов
Федеральное государственное унитарное предприятие «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья», г. Новосибирск, Красный проспект, 67, инженер, тел. (383) 222-42-03, e-mail: sverkunov86@mail.ru
Елена Николаевна Махнач
Закрытое акционерное общество «Аэрогеофизическая разведка», г. Новосибирск, 630007, Октябрьская магистраль, 4, ведущий геофизик, тел. (383) 344-92-45, e-mail:
elenamakhnach@yandex.ru
Георгий Михайлович Тригубович
Федеральное государственное унитарное предприятие «Сибирский научный исследовательский институт геологии геофизики и минерального сырья» г. Новосибирск, Красный проспект, 67, заместитель генерального директора по науке, доктор технических наук, профессор, тел. (383) 222-26-87, e-mail: tgm@sniiggims.ru
В статье приводится описание вертолетной аэроэлектроразведочной платформы, ее возможности при проведении комплексной аэрогеофизической съемки. Описаны средства достижения высокой точности как самих измерений, так и их пространственной привязки, приводятся результаты съемки на примере золото-серебряного месторождения.
Ключевые слова: «Импульс-Аэро», вертолетная аэрогеофизическая платформа, комплексная аэрогеофизическая съемка.
ARCHITECTURE FEATURES OF HIGH-PRECISION AIRBORNE GEOPHYSICAL SYSTEM OF AN «IMPULSE-AERO» SSRIES
Sergey V. Barsukov
Federal state unitary enterprise «Siberian research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources», Kr. prospekt, 67, Novosibirsk, engineer, tel. (383) 222-42-03, e-mail: turmalin@ngs.ru
Anastasiya A. Belaya
Federal state unitary enterprise «Siberian research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources», Kr. prospekt, 67, Novosibirsk, laboratory chief acting, tel. (383) 222-26-87, e-mail: n.zabortseva@gmail.com
Yuri Y. Dmitriev
Closed corporation «Aerogeophysical surveys», 630007, Oktyabrskaya magistral, 4, Novosibirsk, leading geophysicist, tel. (383) 344-92-45, e-mail: future59@mail.ru
Andrey S. Sverkunov
Federal state unitary enterprise «Siberian research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources», Kr. prospekt, 67, Novosibirsk, engineer, tel. (383) 222-42-03, e-mail:
sverkunov86@mail.ru
Elena N. Makhnach
Closed corporation «Aerogeophysical surveys», 630007, Oktyabrskaya magistral, 4, Novosibirsk, leading geophysicist, tel. (383) 344-92-45, e-mail: elenamakhnach@yandex.ru
George M. Trigubovich
Federal state unitary enterprise «Siberian research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources», Kr. prospekt, 67, Novosibirsk, deputy general director in science, doctor of engineering science, professor, tel. (383) 222-26-87 e-mail: tgm@sniiggims.ru
In this paper the description of helicopter airborne geophysical platform and its capabilities in complex (combined) airborne geophysical survey is shown. Means of achievement of high accuracy in measurements and positioning are described. The survey result for gold-silver ore filed is shown.
Key words: «Impulse-Aero», helicopter airborne geophysical platform, complex (combined) airborne geophysical survey, high-precision measurements.
Вертолетная разведочная платформа серии «Импульс-Аэро» с электромагнитным каналом высокой грунтопроникающей способности предназначена для проведения поисково-оценочных исследований на широкий круг полезных ископаемых. В последнее время «Импульс-Аэро» успешно используется для гидрогеологических, инженерных. экологических изысканий и решения рудных и нефтяных задач [1,2]. Инженерно-геологические изыскания обеспечиваются непрерывным литологическим расчленением разреза в пределах трасс инженерных коммуникаций с высокой пространственной плотностью - «шаг по профилю» 1-5 м. Однако, основные по объему задачи -это высокоточный прогноз рудных объектов различного генезиса. Отличительные особенности системы: высокая производительность и
разрешающая способность. Используются современные технические средства проведения исследований на малых высотах до 30-50 м при высокоточной
плановой и высотной привязке данных разведки (рис. 1). Большой магнитный момент системы до 0,5х106 А*м2 с главным индуктором площадью до 314 м2 позволяет вести разведку на глубинах превышающих 300 м.
«Импульс-А5» и
калиевый градиентометр
Рис. 1. Платформы «Импульс-Аэро» (А5 и А6) в различных ракурсах, калиевый градиентометр и блоки аэрогамма-спектрометров
Система эксплуатируется с 2008 г с постоянной модификацией и улучшением технических и эксплуатационных характеристик. За это время проведена съемка на более чем 200 000 погонных км профилей при решении нефтяных, рудных, гидрогеологических и инженерных задач.
Высокая точность: Определение «высокоточная» здесь, применительно к системе, означает высокую точность непосредственно как самих результатов измерений, так и их пространственной привязки. Высокая точность достигается с помощью использования ряда аппаратурных и программных средств (таблица 1), направленных на улучшение стабильности собственного процесса (фонового сигнала), повышения отношения сигнал/шум. Также с помощью применения высокоточных ОРБ/ГЛОНАСС геодезических приемников
улучшается точность привязки результатов измерений (до субметрового уровня точности).
Таблица 1. Средства повышения точности измерений/обработки
Категория Название Описание
Аппарат. Стабилизатор тока Нивелирует температурные эффекты. Стабилизирует изменения собственного процесса (фонового сигнала) системы и амплитуды импульсов тока в пределах 1% от заданного уровня
Компенсация поля генераторной петли Специальная конфигурация и положение приемной антенны снижает долю прямого поля генераторной петли более, чем на порядок, что приводит к значительному росту отношения сигнал/шум и возможности регистрации переходного процесса на более поздних временах (что соответствует увеличению глубинности исследований)
Настраиваемая временная диаграмма При наличии на площади исследований промышленных линий электропередач настраиваемая диаграмма следования импульсов позволяет практически полностью устранить влияние ЭМ-поля промышленных помех на измеряемый сигнал
Подвесная выносная приемная антенна Использование такой приемной антенны дает выигрыш сразу в двух направлениях. Удаление антенны от генераторной петли снижает уровень собственного процесса системы, «мягкое» крепление антенны за тросы подвески платформы снижает специфическую «вибрационную» низкочастотную помеху, искажающую измеряемый сигнал
Программ. Подавление НЧ-помехи Использование математических алгоритмов позволяет на порядки снизить влияние специфических «вибрационных» низкочастотных помех, воздействующих на приемные антенны платформы во время полета
Учет формы импульсов тока Позволяет устранить искажения, связанные с отличием реальной формы импульса тока от идеального прямоугольного импульса (Хевисайда)
* Аппарат. - аппаратурные средства, программ. - программные средства.
Высокоточная привязка результатов измерения: Для высокоточной геодезической привязки результатов измерений применяется двухсистемный (ОРБ/ГЛОНАСС) двухчастотный геодезический приемник Коуа1е1 БЬ-У3. Приемник с антенной устанавливаются в контейнере, расположенном в носовой части платформы. Данные приемника обрабатываются как данные подвижного приемника (ровера), приемник обеспечивает частоту определения координат до 20 Гц. В зависимости от требуемой точности данные приемника могут быть использованы без поправок, либо с использованием дифференциальных поправок по данным базовой станции, либо с использованием поправок по
методике PPP (использование ретроспективной интернет-базы о положениях навигационных спутников). Использование данных без поправок обеспечивает точность определения плановых координат порядка 10 м, использование поправок позволяет повысить точность определения координат до субметрового уровня, что позволяет проводить такие высокоточные (в смысле геодезической привязки) инженерные съемки, как съемки вдоль трасс нефтепродуктопроводов.
Дополнительные каналы измерений: Как правило, платформа
«Импульс-Аэро» используется одновременно с гамма-спектрометрами и магнитометром. Это позволяет дополнительно к данным ЭМ-зондирования регистрировать значение напряженности магнитного поля и спектр гамма-излучения, что существенно расширяет возможности решения геологических задач при комплексной интерпретации полученных аэрогеофизических данных.
Используются квантовые магнитометры (на базе калиевых или цезиевых сенсоров). Гамма-спектрометрический комплекс может включать до 3 гамма-спектрометров серии RS-500 (производства канадской фирмы Radiation Solutions) с общим объемом детекторов до 48 л.
Для решения ряда задач возможна также установка канала измерения теплового поля на базе охлаждаемой инфракрасной камеры.
Пример применения: Дукатское золото-серебряное месторождение в Магаданской области локализовано в интрузивно купольном поднятии площадью около 35 км2, ограниченном повсеместно разрывными нарушениями.
В корреляционном уран-калиевом поле в районе Дукатского месторождения отчетливо просматривается компактный аномальный ореол, который можно отождествить с палеовулканической структурой (ВТС), что не противоречит геолого-петрографическим и структурным данным. В центральной части структуры фиксируется аномальный торий-калиевый корреляционный ореол, непосредственно к которому, к его приконтактовой области, приурочено месторождение. По внутреннему периметру ВТС, преимущественно в северо-восточной половине, проявлены интенсивные ореолы аномально высокой проводимости, по отношению к которым месторождение локализуется в экзоконтактовой зоне. Рудная природа ВТС подтверждается многочисленными золото-серебряными рудопроявлениями и проявлениями олова, располагающимися по всей структуре, но явно тяготеющие к ее границе.
Материалы комплексной аэрогеофизической съемки, в данном случае аэроэлектроразведочные и гамма-спектрометрические, демонстрируют на примере Дукатского месторождения высоконадежные поисковые критерии локализации крупномасштабного золото-серебряного оруденения к приграничным областям аномальных ореолов (рис. 2).
Условные обозначения
Аномальные торий-калиевый корреляционный ореол
Аномальные уран-калиевый корреляционный ореол
Ореол аномально высокой проводимости (рк < 250 Ом*м)
f * Предполагаемая палео-
^ 1 вулканическая структура
Месторождение
Рудопроявление Проявление олова
Рис. 2. Распределения аномальных (надфоновых) значенийгеофизических
параметров (Лященко Н.Г., 2011)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тригубович, Г.М. Инновационные поисково-оценочные технологии
электроразведки становлением поля воздушного и наземного базирования / Г.М. Тригубович // Разведка и охрана недр. - 2007. - № 8. - С. 80-87.
2. Kamenetsky F.M., Stettler E.H., Trigubovich G.M. 2010. / F.M Kamenetsky // Transient Geo-Electromagnetics, L-M University of Munich, Germany, p. 306.
© С.В. Барсуков, A.A. Белая, Ю.Ю. Дмитриев, А.С. Сверкунов, Е.Н. Махнач, Г.М. Тригубович, 2012
