CC BY
22
УДК 550.8.05
ОЦЕНКА ГЛУБИННОЙ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПО ДАННЫМ МТЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ОПОРНО-ГЕОФИЗИЧЕСКОМ ПРОФИЛЕ 1-СБ
Анастасия Александровна Белая
Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 67, кандидат технических наук, зав. лабораторией, тел. (383)222-42-03, e-mail: [email protected]
Елена Юрьевна Гошко
Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 67, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, тел. (383)230-04-98, e-mail: [email protected]
Надежда Валерьевна Симанкович
Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 67, инженер, тел. (383)222-42-03, e-mail: [email protected]
Георгий Михайлович Тригубович
Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 67, доктор технических наук, профессор, научный руководитель геофизических исследований, тел. (383)222-53-24, e-mail: [email protected]
При интерпретации данных МТЗ в условиях, когда целевые структуры проходят вдоль профиля или пересекают его, восстановление среды с помощью 1D и 2Б-инверсии может приводить к неверному геологическому прогнозу. В работе приведены результаты 1D, 2D-инверсии и 3D-интерпретации данных МТЗ вдоль участка опорно-геофизического профиля 1-СБ, проведен анализ эффективности выбранных методов, дана геологическая привязка аномалообразующих объектов разреза электросопротивлений верхней части земной коры.
Ключевые слова: 3D-интерпретация данных МТЗ, 2D-инверсия данных МТЗ, ID-инверсия данных МТЗ, EM-DataProcessor.
THE ANALYSIS OF THE DEEP GEOELECTRIC MODEL USING MT DATA AND 3D MODELING FOR THE BASE GEOPHYSICAL PROFILE 1-SB
Anastasiya A. Belaya
Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, 630091, Russia, Novosibirsk, Krasny Prospect 67, Ph. D., Head of the Laboratory, tel. (383)222-42-03, e-mail: [email protected]
Elena Yu. Goshko
Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, 630091, Russia, Novosibirsk, Krasny Prospect 67, Ph. D., Leading Researcher, tel. +7 (383) 230-04-98, e-mail: [email protected]
Nadezhda V. Simankovich
Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, 630091, Russia, Novosibirsk, Krasny Prospect 67, Engineer, tel. (383)222-42-03, e-mail: [email protected]
Georgiy M. Trigubovich
Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, 630091, Russia, Novosibirsk, Krasny Prospect 67, Doctor of Science, Professor, Supervisor of geophysical research, tel. (383)222-53-24, e-mail: [email protected]
In MT data interpretation when the target structures extend along or through the profile the parameterization of medium using 1D, 2D inversion may cause incorrect geological forecast. The paper considers results for 1D, 2D inversion and 3D interpretation of MT data on the part of regional profile. The analysis of the efficiency of the selected methods is given. The geological linkage is given for anomal objects from cross sections of electrical resistivity of the upper part of the Earth's crust.
Key words: 3D interpretation MT data, 2D inversion MT data, 1D inversion MT data, EM-DataProcessor.
Стандартными способами интерпретации профильных данных магнито-теллурических зондирований (МТЗ) являются 1D- и 2D-инверсии [1]. При этом Ш-инверсия может применяться только для восстановления самой верхней части разреза (ВЧР). 2D-инверсия в случае, если все значимые неоднородности имеют преимущественно вытянутый ортогонально профилю характер, может давать достаточно адекватный реальности результат. При этом если это не так, то применение 2D-инверсии может приводить к появлению ложных глубинных аномалий, вызванных боковым влиянием проводящих неоднородностей.
Поэтому цель данной работы состоит в том, чтобы для построенной 2D-модели провести верификацию с использованием BD-моделирования и, выделив участки существенной невязки, провести в конкретных зонах профиля трехмерный подбор. Особое внимание в данной работе уделяется глубинным областям с аномально высокой проводимостью, поскольку даже с учетом того, что мы располагаем только данными профильных измерений, из-за достаточно больших аномалий существует возможность их адекватного трехмерного восстановления [2].
Рассмотрим результаты исследований на участке регионального профиля, план расположения физ. наблюдений представлен на рис. 1, шаг измерений составлял 1 км. Также в ходе предварительного анализа измеренные кривые МТЗ вдоль регионального профиля были разбиты на зоны согласно направлению расположения целевых структур относительно участка профиля (рис. 1), исходя из геологической информации. Для получения начального приближения исследуемой среды была проведена Ш-инверсия данных МТЗ, однако по ее результатам судить об адекватности полученного геоэлектрического разреза сложно, поскольку структуры имеют сложное расположение относительно профиля, в том числе проходят вдоль него.
Для получения более детальной картины среды далее была проведена 2D-инверсия, результаты которой представлены на рис. 2. В ходе нее были получены более четкие контуры проводящих зон, обозначенные штриховкой на рис. 2.
Рис. 1. План расположения физ. наблюдений
Т, км
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 I., км
-проводящие ^ зоны
Рис. 2. Геоэлектрический разрез вдоль регионального профиля, полученный по результатам 2D-инверсии (разрез предоставлен ООО «Северо-Запад»)
Таким образом, целью ЭЭ-интерпретации является выявление и параметризация областей аномальной проводимости в ВЧР и выделение геологических структур на глубинах до 20 км, перспективных на обнаружение минеральных ресурсов. Геоэлектрический разрез, полученный по результатам ЭЭ-интер-претации, представлен на рис. Э.
Отметим, что сильнее всего геоэлектрические разрезы, полученные с помощью 2Э-инверсии и ЭЭ-интерпретации, отличаются в начале профиля (рис. Э), что соответствует зоне 1 (рис. 1). По результатам ЭЭ-интерпретации в этом месте профиль проходит по краю проводящих структур (рис. 5), детальное восстановление которой с помощью ЭЭ-моделирования позволило исключить появление ложных проводников на глубинах до 20 км (рис. Э). Такие
«ложные» проводники были исключены и на других участках профиля, на рис. 3 они выделены особой штриховкой. Сложная структура также располагается ортогонально профилю в области зоны 5 и уходит к зоне 6, здесь профиль проходит по краю проводящей структуры, которая дальше простирается ортогонально профилю (рис. 5).
Рис. 3. Геоэлектрический разрез вдоль регионального профиля, полученный по результатам 3Э-интерпретации, с наложением проводящих структур, полученных по 2Э-инверсии
Геоэлектрический разрез был сопоставлен с результатами интерпретации сейсмического разреза земной коры, построенного вдоль той же линии [3], и данными новейшей государственной геологической карты третьего поколения (лист М-50, масштаб 1 : 1 000 000). Сравнение показало, что проводящие структуры, намеченные по результатам 2Э-инверсии и изображенные на рис. 4 косой штриховкой, в большинстве случаев совпадают с зонами крупных разломов: Дальнебыркинского и Пограничного в окрестности 100-го км, Куренгин-ского на 250-260 км, Южно-Борщовочного на 310 км, Монголо-Охотского на 365 км.
Рис. 4. Геоэлектрический разрез вдоль регионального профиля, полученный по результатам 3Э-интерпретации, с наложением сейсмического разреза
Аномально проводящие блоки в верхней коре на геоэлектрическом разрезе, полученном с помощью 3Э-интерпретации (рис. 3), также находят свою гео-
логическую привязку. Так, первый проводящий блок на 80 км отвечает Тасур-кайской интрузивной гранито-гнейсовой купольной структуре (рис. 4). Протягивающийся от 100 до 160 км Савва-Борзинский синклинорий, заполненный относительно молодыми юрскими осадками, имеет под собой синхронно прогнутый до глубины 7 км проводящий слой (2-10 Ом-м), аккумулирующий, возможно, углистые, графитизированные осадки. На участке геоэлектрического разреза от 190 до 210 км находится крупный сильнопроводящий (5-6 Ом-м) блок. Аномальные геоэлектрические свойства его обусловлены, вероятно, расположением в пределах геодинамически активного Монголо-Сибирского горного пояса, в коре которого происходили сдвиго-надвиговые перемещения вдоль разломов в мезозое. Глубокий (до 15 км глубиной) и широкий (от 280 до 310 км) проводящий объект расположен под Борщовочным хребтом. Это южная граница области влияния трансрегионального Монголо-Охотского коллизионного шва, вдоль которого происходило давление и аккреция Сибирского континента на Амурскую плиту в направлении с севера на юг [4]. Аномальный проводящий блок расположен в пределах Унда-Шилкинского полиметалличе-ски-редкометального золоторудного района.
Представленный на рис. 5 геоэлектрический разрез в объеме с наложенными проводящими объектами ЗЭ-модели демонстрирует направление протяженности структур относительно регионального профиля. По рис. 5 видно, что неоднородная проводящая структура простирается вдоль всего профиля, что значительно затрудняет ее параметризацию с помощью 2Э-инверсии. Также разрез содержит геометрически сложные проводящие структуры до глубины ~5км.
Рис. 5. Геоэлектрический разрез вдоль регионального профиля в объеме и
проводящие объекты ЗЭ-модели, полученные по результатам ЗЭ-интерпретации
Все расчеты выполнялись в программном комплексе EM-DataProcessor. Отметим, что для более детального восстановления целевых структур в зонах 1, 5 и 6 (рис. 5), где профиль проходит по их краю, необходимо проведение дополнительных измерений, ортогональных к основному профилю.
Таким образом, проведение BD-интерпретации вдоль опорных геофизических профилей позволяет исключить появление ложных аномалий на глубине и получить представление о простирании проводящих структур [5].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. - М.: Научный мир, 2009. - 668 с.
2. Персова М.Г., Соловейчик Ю.Г., Тригубович Г.М. Опыт применения SD-моде-лирования для интерпретации профильных данных магнитотеллурических зондирований // Актуальные вопросы современных зондирующих электромагнитных систем. Международная конференция. Киев, 2012. - Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины (электронная публикация), 2012..
3. Гошко Е.Ю., Ефимов А.С., Сальников А.С. О существовании в земной коре Юго-Восточного Верхоянья домеловых магматических дуг, подобных Удско-Мургальской дуге // Чтения памяти академика К.В. Симакова: Материалы докладов Всероссийской научной конференции (Магадан, 24-25 ноября 2015 г.). - Магадан: ООО "Типография", 2015. - 284 с.
4. Парфенов Л.М., Берзин Н.А., Ханчук А.И. и др. Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии // Тихоокеанская геология. - 2003. - Т. 22. -№ 6. С. 7-41.
5. Тригубович Г.М., Белая А.А., Чернышев А.В., Симанкович Н.В. Комплексная интерпретация электроразведочных данных М-ЗСБ и МТЗ в программном комплексе EM-DataProcessor // XI Международные научный конгресс и выставка "Интерэкспо Гео-Сибирь-2015": Сб. материалов в 3 т. - Т. 2. - № 2. - С. 237-242.
©А. А. Белая, Е. Ю. Гошко, Н. В. Симанкович, Г. М. Тригубович, 2016
