Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методы нестационарного электромагнитного поля в изучении электропроводности земной коры и мониторинге

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Методы нестационарного электромагнитного поля в изучении электропроводности земной коры и мониторинге"

14.

о>

^ £? На правах рукописи

¿о- о сч,

МОРОЗОВА Галина Михайловна

МЕТОДЫ

НЕСТАЦИОНАРНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ИЗУЧЕНИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЗЕМНОЙ КОРЫ И МОНИТОРИНГЕ

04.00.22 - физика твердой земли

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

' у

НОВОСИБИРСК - 1997

Работа выполнена в Институте геофизики СО РАН.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Я.С. Сапужак

на заседании диссертационного совета Д 002.50.06 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц - зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, Университетский пр-т, 3. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГиМ СО РАН.

доктор физико-математических наук, профессор В.А. Цецохо

доктор геолого-минералогических наук В.С. Селезнев

Ведущая организация: С.-Петербургский Государственный

университет, физический факультет.

Защита состоится

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.А. Дашевский

к.т.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследования диссертации являются методы нестационарных электромагнитных зондирований в применении к задачам изучения глубинного геоэлектрического строения земной коры и вариаций ее электропроводности при физических процессах, предшествующих землетрясению.

Одно из важнейших направлений исследований в геофизике'состоит в изучении электрических параметров глубинных оболочек Земли, их связи с другими физическими характеристиками и агрегатным состоянием вещества. Не менее важны прикладные аспекты задачи - изучение особенностей строения земной коры в связи с размещением полезных ископаемых, изучение электропроводности земной коры в сейсмоактивных районах, а также временных вариаций электропроводности при электромагнитном мониторинге для прогноза землетрясений.

Значительное место в изучении глубинного геоэлектрического строения Земли принадлежит методам естественного электромагнитного поля, развитым в трудах А.Н. Тихонова, J1. Каньяра, А.П. Краева, Д.Н. Шахсуварова, Б.Е. Брюнелли, М.Н. Бердичевского, Л.Л. Ваньяна, В.И. Дмитриева, A.A. Ковтун, И.И. Рокитянского и других ученых.

Однако, использование естественного источника поля ввиду неполноты модельной базы, связанной с отсутствием точных данных о характере источника, может приводить к неоднозначному толкованию результатов измерений.

Успехи в решении практических задач электроразведки активными методами, основанными на управляемых искусственных источниках электромагнитного поля, побуждали многих исследователей применить указанные методы для изучения строения земной коры. Развитию этого направления посвящены работы А.П. Краева, A.C. Семенова, A.B. Вешева, Л.Л. Ваньяна, Е.П. Велихова, Г.В. Астраханцева, Я.С. Сапужака, В.И. Павловского, A.A. Жамалетдинова, М.И. Байсаровича, A.C. Лисина, Е.К.. Blohm, G.V. Keller S.V. Zijl, Т. Cantwell, B.R. Lienen, J.C. Samson, R. Lundholm и других ученых. Использовались методы постоянного и переменного тока, выполнялись зондирования с техническими средствами, обладающими высокими энергетическими возможностями (МГД-генераторы, высоковольтные линии электропередач ).

Анализ их результатов показывает, что эти способы не в должной мере приспособлены к детальному изучению земной коры; не обладают достаточной чувствительностью к электропроводности глубинных слоев Земли в слу-

чае повышенных требованиях к точности определения геоэлектрических параметров и их вариаций при электромагнитном мониторинге.

На основе вышесказанного актуальность исследований определяется необходимостью совершенствования активных электромагнитных методов изучения земной коры, повышения детальности исследований, глубинности зондирований, чувствительности зондирующих систем к неоднородностям земной коры и временным вариациям ее электропроводности при электромагнитном мониторинге.

Цель исследований - повышение глубинности, детальности исследований в активных методах глубинной геоэлектрики, разрешающей способности и чувствительности измеряемого поля при мониторинге методом зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне со специализированной уникальной энергоустановкой "Полигон-1", а также путем разработки нового способа пространственно-временных зондирований, защищенного авторским свидетельством (A.c. 1500127 СССР, МКИ G01V3/08), разработки нового способа интерпретации данных электромагнитного мониторинга, и получение геоэлектрической характеристики земной коры и временных вариаций ее электропроводности.

Основные задачи исследований:

- получить приближенные выражения для нестационарного электромагнитного поля в ближней зоне источника и программно реализовать эффективные численные алгоритмы расчета нестационарного поля в классе горизонтально-слоистых моделей;

- развить и адаптировать метод зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне применительно к изучению геоэлектрического строения земной коры и временных вариаций ее электропроводности ;

- разработать метод пространственно- временных зондирований с закрепленным источником, обладающий повышенной глубинностью, детальностью и разрешающей способностью;

- получить геоэлектрическую характеристику земной коры и оценить временные вариации ее электропроводности в наиболее сейсмически активных районах Байкальского рифта.

Фактический материал и методы исследований.

Теоретической основой решения поставленных задач являются: аппарат уравнений квазистационарной электродинамики и дифференциальной геометрии, методы численного преобразования Фурье.

Полученные геофизические и геологические результаты прошли верификацию путем применения различных способов исследования: вертикаль-

ных электрических и дипольных зондирований с большими разносами, зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне с автономным передвижным генератором, глубинных зондирований с мощным закрепленным энергоисточником, магнитотеллурических зондирований.

Для количественной интерпретации экспериментальных материалов использовались разработанные программно - алгоритмические средства моделирования нестационарного электромагнитного поля и методические рекомендации, а также автоматизированные системы интерпретации электромагнитных и электрических зондирований "ЭРА" и "SONET", разработанные М.И. Эповым И.Н., Ельцовым и Ю.А. Дашевским; количественная интерпретация экспериментальных данных МТЗ проводилась J1.H. Пороховой (ЛГУ), на основе разработанных ею методик и программ.

Для осуществления глубинных зондирований применялась специально разработанная и созданная аппаратура: 1) Аппаратурный комплекс-1 (ИГиГ СО РАН), 2) мощная энергоустановка "Полигон-1" (ИВТ РАН), 3) аппаратура синхронизации ( ИГиГ, ВЦ СО РАН), 4) геофизический вычислительный комплекс (ВЦ СО РАН).

Экспериментальные материалы зондирований становлением электромагнитного поля на Муйско-Чарском (1979-1980гг.) и на Байкальском (19811990гг.) прогностических полигонах получены при совместных работах полевого отряда ИГиГ СО РАН и ГПП " Иркутскгеофизика" под научным руководством автора диссертации. Экспериментальные материалы ВЭЗ и МТЗ, а также глубинных ВЭЗ в Селенгинской депрессии предоставлены ГГП "Иркутскгеофизика".

Сформулированы и защищаются научные положения.

1. Нестационарное электромагнитное поле в ближней зоне источника и поздней стадии становления обладает высокой чувствительностью к электропроводности глубинных слоев; для некоторых компонент поля характерна инверсия - на ранних временах они пропорциональны удельному сопротивлению, на поздних - удельной электропроводности в степени выше первой; некоторые компоненты поля в ближней зоне не зависят от разноса, другие - пропорциональны ему.

2. В разработанном методе пространственно-временных зондирований:

- для компонент нестационарного электромагнитного поля, пропорциональных в поздней стадии разносу, трансформанта рт формируется на последовательности разносов при наибольшем полезном сигнале на данном времени, чем реализуется максимальная глубинность зондирований

- повышается детальность и разрешающая способность зондирований за счет исключения влияния разноса и устранения искажающего воздействия

трансформации полезного сигнала, в результате чего конфигурация р°х отображает распределение удельного сопротивления среды с глубиной.

3. Применение методов нестационарного электромагнитного поля для выделения вариаций электропроводности при электромагнитном мониторинге основывается на:

- повышенной чувствительности компонент нестационарного поля к электропроводности глубинных проводящих слоев,

- разделении временных областей преимущественного влияния отдельных слоев разреза в результате использования высокочувствительных пространственно-временных градиентных систем наблюдения,

- возможности разделения вариаций измеряемого сигнала по признаку: сигнал-помеха за счет дополнительного изучения вариаций зондирующего параметра - времени становления,

- применении предложенного способа анализа и интерпретации режимных измерений, направленного на изучение временных рядов приращений удельного сопротивления в разноглубинных слоях земной коры.

4. Особенности геоэлектрического строения земной коры в сейсмически активных районах Байкальской рифтовой зоны проявляются в том, что:

- земная кора неоднородна по латерали; слой глубиной до 10-15 км состоит из отдельных блоков, разграниченных 2-4-километровыми по ширине структурами со смятыми геоэлектрическими границами и заполненными более проводящими, чем вмещающая среда породами с удельным сопротивлением от 10-12 до 30-55 Омм,

- выделенный на глубине 7-13 км проводящий слой разделяет неоднородную верхнюю часть земной коры от более однородной нижней,

- пространственно близки районы высокой сейсмичности и наибольшего поднятия проводящего корового слоя,

- выделенные локальные участки с повышенной электропроводностью пород по всей глубине (от корового слоя вплоть до поверхности Земли) сопровождаются, как правило, выходами термальных вод.

Научная новизна работы. Личный вклад.

1. Предложены оригинальные пути получения приближенных выражений для нестационарного электромагнитного поля в ближней зоне источника в горизонтально-слоистых средах, в результате чего выявлены новые зависимости компонент нестационарного поля от электропроводности среды:

- компоненты поля, пропорциональные удельному сопротивлению среды на ранних временах, характеризуются инверсией зависимости поля от электропроводности;

- в поздней стадии компоненты поля пропорциональны электропроводности в степени выше первой;

- момент инверсии зависит от разноса -г, магнитной проницаемости -ц, и геоэлектрических параметров среды, в однородном полупространстве мот 2

мент инверсии I = г /лус, где с -константа, зависящая от компоненты поля.

2. Опираясь на закономерности поведения нестационарного поля в ближней зоне источника, разработан новый метод пространственно-временных зондирований:

- используя свойство измеряемого поля - пропорциональность разносу, Предложена новая система измерений на заданной последовательности увеличивающихся разносов, что в полтора - два раза увеличивает глубинность зондирований,

- основываясь на принципиально новом способе определения интерпретационной характеристики через огибающую семейства кривых кажущегося сопротивления в ближней зоне рт, получены качественно новые свойства разработанного метода: а) интерпретационная характеристика - огибающая р°х - следует изменениям свойств среды с глубиной во всем временном интервале, включающем раннюю и позднюю стадии становления, б) интерпретационная характеристика р° зависит только от свойств среды и не зависит от параметра установки - разноса.

3. Исходя из количественного анализа поведения нестационарного поля в базовых моделях глубинной геоэлектрики и закономерностей его поведения в асимптотических временных областях, разработана комплексная целенаправленная методика, предназначенная для повышения достоверности выделения вариаций электропроводности:

- используя более высокую степень зависимости вторых слагаемых полученных разложений от электропроводности проводящего основания, предложены новые пространственно-временные градиентные системы измерений в результате применения которых: а)многократно повышается чувствительность к электропроводности проводящих слоев, б) разделяются во времени области преимущественного влияния параметров отдельных слоев;

- исходя из численного анализа функций чувствительности измеряемого поля к электропроводности разноглубинных участков земной коры, предло-

жена и реализована новая методика интерпретации данных электромагнитного мониторинга (совместно с М.И. Эповым),

- впервые предложен и реализован дополнительно мониторинг зондирующего параметра - времени становления, используя знакопеременность некоторых компонент поля.

4. На основе разработанных теории и методики глубинных зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне с применением специализированных уникальных энергоустановок, а также новейших средств количественной интерпретации впервые получены:

- детальное строение верхней части земной коры в Муяканской впадине и на северо-восточном фланге Селенгинской депрессии,

- геоэлектрическое строение осадочного чехла по субширотным профилям, пересекающим Байкальскую впадину и сейсмотектонический грабен -зал. Провал,

- геоэлектрическая характеристика сейсмотектонических структур Селенгинской депрессии.

Начальные аспекты теории метода зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне разработаны совместно с профессором A.A. Кауфманом.

Практическая значимость работы

Комплекс программных средств расчета прямых задач электроразведки методом становления электромагнитного поля в ближней зоне используется для расчета параметров установок, оценки глубинности, изучения трансформант поля с целью выделения и идентификации параметров разреза. На основе разработанных средств совместно со СННИИГГиМСом были созданы методические рекомендации по интерпретации экспериментальных данных.

Альбомы и методические рекомендации используются в научных и производственных организациях: ГГП "Иркутскгеофизика", ГП "Енисейгеофизика", ГП "Якутскгеофизика".

Программно-алгоритмический комплекс интерпретации экспериментальных данных нестационарных электромагнитных зондирований передан в 1989 году и используется в партии № 80 ГГП "Иркутскгеофизика" (с.Энхалук, Бурятия).

Результаты интерпретации и программы обработки экспериментальных данных глубинных электромагнитных зондирований переданы в 1987-1991 годах и используются в НОМВЭ СО РАН, г. Новосибирск.

Результаты интерпретации данных, полученных с помощью комплекса электромагнитных методов, переданы в 1989-1991 годах и используются в ГГП "Иркутскгеофизика".

Внедрен в практику производственных работ аппаратурный комплекс для глубинных зондирований в ПГО " Иркутскгеофизика" (акт внедрения от 12 ноября 1985года).

Внедрена в практику научно-исследовательских и производственных организаций библиотека прикладных программ "Байкал", предназначенная для обработки экспериментальных данных:

в отдел Физики Земли НИИФ ЛГУ (акт внедрения от 09.12.88г). в ИППМиМ АН УССР (акт внедрения от 27.12.1988 г), в электроразведочную партию № 80 ПГО "Иркутскгеофизика" (акт внедрения от 8.07.1986 г).

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной школе-семинаре по электромагнитным зондированиям (Ашхабад, 1974), на семинаре по методу становления поля (Новосибирск, 1977), на научно-технической конференции " Развитие геофизических методов исследований на нефть и газ в Западной Сибири" (Тюмень,1980), на Всесоюзном совещании "Методика и результаты применения МГД-генераторов в геологии" ( Апатиты, 1980), на 6-ой и 7-ой Всесоюзных школах-семинарах по электромагнитным зондированиям (Баку,1981, Москва, 1984), на заседании секции научного совета АН СССР по региональным электромагнитным зондированиям (Москва, 1983), на региональных школах семинарах СНИИГГиМСа по методу ЗСБ, (Новосибирск, 1984, 1989), на Всесоюзной конференции " Глубинные электромагнитные исследования " (Москва, 1991), на Всесоюзной школе-семинаре " Электромагнитные предвестники землетрясений" (Алма-Ата,1991), на заседаниях Координационного совета по развитию исследований в области сейсмологии и созданию основ теории прогноза землетрясений при президиуме СО РАН (Иркутск, 1985, 1986, 1989). По теме диссертации опубликовано 68 работ.

Работа выполнена в Институте геофизики СО РАН, исследования проводились в соответствии с планом НИР на 1981-1985гг., утвержденным Постановлением N 156-13000 Президиума АН СССР от 17.10.80, планом ИГиГ по теме 54 п.п а), б), утвержденным Постановлением ГКНТ СССР Госплана СССР и АН СССР № 516272174 от 29.12.81, планом НИР ИГиГ на 19861990гг., утвержденным Распоряжением АН СССР № 10103 -1019 от 25.06.85, планом ИГиГ по теме 35, утвержденном Постановлением СО АН СССР № 58

от 05.02.86 (№ рос. per. 01860087812) и программой "Сибирь" 1.1.2. 6,1.2.18 (1981-1985), 1.00.03.09 (1986-1989), Программой фундаментальных исследований СО РАН на 1991-1996гг. (3.1.1.03).

Практические исследования по глубинным электромагнитным зондированиям были инициированы членом-корреспондентом АН СССР Э.Э. Фо-тиади, чьей светлой памяти мы отдаем свой долг.

При выполнении работы автор пользовалась консультациями и советами академика H.H. Пузырева, д.т.н. Ю.Н. Антонова.

Автор благодарна коллегам, принимавшим участие на различных этапах исследований: А.К. Манштейну, И.Н. Ельцову, В.П. Соколову, H.H. Невед-ровой, М.И. Эпову, Ю.А. Дашевскому, И.О. Грехову.

Автор считает своим долгом выразить свою признательность ученым: профессору A.A. Кауфману, д.т.н. Л.А. Табаровскому, а также коллегам из других организаций, оказавшим помощь и поддержку в практическом внедрении метода становления поля в глубинных исследованиях: В.А. Зейгар-нику, И.Я. Дихтер, Б.М. Глинскому.

Неоценимая помощь при практической реализации глубинных зондирований была оказана главным геологом ГГП " Иркутскгеофизика" д.г.-м.н., профессором М.М. Мандельбаумом, генеральным директором ГГП " Иркутскгеофизика" А.И. Шамалем. Автор благодарна сотрудникам предприятия P.C. Низамутдинову, Н.Ф. Зыковой, В.А. Скребневу, Н.В. Жировой, В.Н. Булатовой за внедрение методики и аппаратуры.

Автор искренне признательна д.т.н. М.И. Эпову за всестороннюю поддержку во время работы над диссертацией, плодотворное обсуждение различных ее аспектов, К.В. Сухоруковой за помощь при оформлении работы.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, содержит 287 страниц машинописного текста, 74 рисунка и 18 таблиц. Библиография содержит 361 наименование.

Расположение материалов в диссертации соответствует последовательности в решении поставленных задач, связанных, в основном, с тремя направлениями исследований:

- решение прямых задач теории электроразведки и разработка программно-алгоритмических средств моделирования нестационарного электромагнитного поля;

- развитие и адаптация методов нестационарного электромагнитного поля применительно к задачам глубинной геоэлектрики и электромагнитного мониторинга;

- проведение полевых экспериментальных исследований и обсуждение их результатов.

Во введении сформулированы цель работы, показана ее актуальность, предложены основные задачи исследований, представлены основные защищаемые положения, определена научная новизна и практическая ценность. Здесь же сделан обзор по научным публикациям и современному состоянию проблемы.

В первой главе рассмотрены некоторые теоретические аспекты обоснования метода зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне.

Исследования, выполненные во второй главе, касались разработки способов повышения глубинности зондирований, обоснования аппаратурного обеспечения глубинных зондирований с контролируемым источником.

Описанию метода пространственно-временых зондирований, защищенного авторским свидетельством, выявлению его возможностей в глубинных зондированиях посвящена третья глава.

В четвертой главе приведены результаты глубинных зондирований с закрепленным источником, проведенных в Байкальской рифтовой зоне.

В пятой главе рассмотрены методические вопросы мониторинга методом зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне, получены геоэлектрические характеристики сейсмотектонических структур полигона, рассмотрены результаты применения предложенной методики интерпретации данных электромагнитного мониторинга.

В заключении сформулированы основные результаты, указаны преимущества разработанных методов по сравнению с имеющимися, даны рекомендации по их практическому использованию, названы нерешенные вопросы и определены дальнейшие пути исследований.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Глава 1. Теоретические основы метода зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне

Теория распространения нестационарных электромагнитных полей в проводящих породах Земли опирается на основополагающие работы А.Н. Тихонова и С.М. Шейнмана, определивших основные способы решения прямых задач методов нестационарного поля.

Дальнейшее развитие теории методов нестационарного поля, связано с работами А.Н. Тихонова, O.A. Скугаревской, Л.Л. Ваньяна, Д.Н. Шахсуваро-ва, В.И. Дмитриева, Б.С. Светова, Д.Н. Четаева, П.П. Фролова, П.П. Макаго-нова, Ф. М. Каменецкого, J.R. Wait, D.O. Braien, B.K. Bhattacharrya, A.P. Raich и многих других ученых.

Новые возможности метода зондирований становлением электромагнитного поля были открыты в конце 60-ых, начале 70-ых годов, когда в работах A.A. Сидорова, В.В. Тикшаева, A.A. Кауфмана, Г.М. Морозовой, Г.Г. Обухова, Б.И. Рабиновича, П.П. Фролова и др. авторов была показана принципиальная возможность изучения геоэлектрического строения среды при измерениях вблизи источника.

В первой главе диссертации рассмотрены некоторые аспекты теоретического и методического обоснования метода зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне.

1.1. В полном объёме получено решение задачи о нестационарном электромагнитном поле произвольного дипольного источника в проводящем полупространстве путем применения, следуя С.М. Шейнману, временной свертки к гармоническому квазистационарному полю этих источников, компактное решение для которого получено Л.А. Табаровским.

Решение искалось вначале для 5-видной токовой функции, а затем путем интегрирования получали поле, возникающее при мгновенном выключении постоянного тока. Первым вычислялся интеграл по временной частоте в комплексной плоскости переменной интегрирования, затем - по пространственной.

Полученное решение выражается через дифференциальные операторы четырех базисных функций: а pq , ßрС1 pq,^pq, в результате чего имеется

возможность легко построить решение для любой компоненты нестационарного электромагнитного поля электрических и магнитных диполей: Ix,Iy,Iz,Mx,My,Mz, погруженных в полупространство, на основании

приведенных в диссертации таблиц и выражений для базисных функций. Например, для горизонтальной электрической компоненты электрического диполя имеем:

К К к

Здесь верхние индексы указывают на дифференцирование по соответствующим переменным, а р и q - индексы плоских координат.

Рассмотрено поведение компонент поля в ранней и поздней стадиях процесса становления. В ранней стадии компоненты поля пропорциональны

К)

удельному сопротивлению среды или не зависят от свойств среды, например, для компонент поля вертикального магнитного диполя:

р я я

~ 2лг4 ~ _4лг3'

В поздней стадии компоненты поля пропорциональны электропроводности в степени выше первой,

___|'-51 в =MEJL{В ' ' "А1'5

40л-2 ^ t ) t' г 4 л- 32 w / z 30 ^

r \ 15 (f) ■

Слагаемые, пропорциональные z- координатам источника и точки измерения, имеют более высокую степень зависимости от электропроводности.

Инверсия зависимости нестационарного поля от электропроводности среды объясняется изменением характера поля от преимущественно потенциального на ранних временах до преимущественно вихревого в поздней стадии становления, когда Е^ = ~rBz / 2. То есть, имеется момент становления, в окрестности которого поле слабо зависит от электропроводности среды. Момент инверсии Т определяется конечной скоростью диффузии нестационарного поля в проводящей среде и зависит от разноса -г, электропро-водности-у и магнитной проницаемости-//. В однородном полупространстве

Т 1

1 — г /лус, где с- постоянная, различная для разных компонент поля.

1.2. В диссертации показано, что нестационарное поле на больших временах определяется произведением его спектра на спектральную функцию тока возбуждения и его производными в области низких частот; а в низкочастотном разложении гармонического поля вклад в становление дают слагаемые, содержащие дробные степени частоты со и слагаемые, содержащие со под знаком логарифма -lnco. Отсюда следует методика получения асимптотических разложений для низкочастотного гармонического поля, когда можно ограничиться рассмотрением длинно-периодных пространственных гармоник. На базе разработанной методики были получены низкочастотные разложения гармонического поля, например, для реальной составляющей компоненты Bz в двухслойной среде имеем:

Мм

и 15

где h\ - мощность слоя и у2' удельная проводимость слоя и основания.

Применив к низкочастотному разложению Вг[со) преобразования Фурье, получим выражение для компоненты в поздней стадии становления:

R *Вг{<о) = -2я

«.(0-f

Приближенные выражения, справедливые в поздней стадии, найдены для компонент нестационарного электромагнитного поля электрического и магнитного диполей, расположенных на поверхности двухслойной и трехслойной среды с проводящим и изолирующим основанием.

В ближней зоне вертикального магнитного диполя радиальная магнитная и азимутальная электрическая компоненты пропорциональны расстоянию от источника до точки измерения, вертикальная магнитная не зависит от разноса. Компоненты поля пропорциональны электропроводности основания в степени выше первой.

1.3. При глубинных электромагнитных зондированиях, в качестве источника в которых используются ЛЭП, электромагнитное поле на значительных участках можно рассматривать как поле " бесконечно длинного " кабеля. Нестационарное поле такого источника исследовано для многослойных сред. Показано, что в ближней зоне компоненты поля имеют меньший динамический диапазон и более слабую зависимость от электропроводности основания при больших временах, по сравнению с компонентами нестационарного поля дипольных источников.

Получены выражения для эдс в приемной петле конечных размеров, расположенной на поверхности многослойной среды, и исследовано поведение нестационарного поля в поздней стадии. Первый член разложения определяет эдс в контуре, создаваемую магнитным диполем.

1.4. Проведенные теоретические исследования инициировали работы по численному анализу поведения нестационарного электромагнитного поля в одномерных моделях.

Основы математического моделирования квазистационарных электромагнитных полей заложены в работах А.Н. Тихонова, O.A. Скугаревской, В.Р. Бурсиана. Д.Н. Четаева, С.М. Шейнмана, Л.Л. Ваньяна, Н.В.Липской, В.И. Дмитриева, А.И. Заборовского, Г.В. Молочнова, Л.Б. Гасаненко, Б.С. Светова, П.П. Фролова, П.П. Макагонова, W.L.Anderson, J.R. Wait, D.O Braien, H.G.Morrison, A.P. Raiche.

Необходимость в разработке новых алгоритмов и программной реализации была связана с недостаточной точностью, имевшихся на момент исследований, алгоритмов и программ для численного анализа поведения нестационарного поля в многослойных моделях.

В диссертации показано, что первые слагаемые низкочастотного разложения гармонического поля, вносящие основной вклад в значения реальной и мнимой компонент поля, не имеют отношения к переходному процессу, что создает трудности в расчете нестационарного поля в поздней стадии. К значительному улучшению точности приводит исключение в процессе вычисления первых слагаемых разложения на уровне подынтегральной функции в гармоническом поле. .

В основу расчета нестационарного поля положен вариант метода трапеций, когда находятся переходные процессы от функций, состоящих из квадратичного полинома на ограниченном частотном интервале, константы -справа и нуля - слева. Тогда вычисление интеграла Фурье сводится к суммированию по всем элементарным переходным характеристикам.

На базе разработанных алгоритмов были созданы программы расчета нестационарного поля в многослойных средах для компонент Е(р,Нг,Н.

электромагнитного поля и производных вектора магнитной индукции дВ2 / Шг / ¿} магнитного и электрического диполей; нестационарного электромагнитного поля петли и "бесконечно- длинного" кабеля.

Расчеты были проведены для двухслойных и трехслойных сред с традиционно принятыми типами разрезов: К, Н, А.. Результаты расчетов представлены в виде кривых нормированного кажущегося сопротивления, и на их основе опубликованы (совместно со СНИИГГиМСом) методические рекомендации, содержащие графики теоретических кривых кажущегося сопротивления и описание методики интерпретации практических кривых.

Выявленные свойства нестационарного электромагнитного поля в ближней зоне источника и поздней стадии становления, такие как:

-высокая чувствительность к электропроводности глубоких слоев, -возможность изучения геоэлектрического строения среды с разносами,

меньшими, чем глубина до исследуемого пласта, -высокая чувствительность к глубине до высокоомного фундамента, а также отсутствие прямого поля источника инициировали развитие метода зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне (ЗСБ). Разработанные программные и алгоритмические средства для численного анализа нестационарного поля и создание методических рекомендаций способствовали широкому применению метода в практике структурных электроразведочных работ.

Глава 2. Развитие метода зондирований становлением поля применительно к задачам глубинной геоэлектрики

К началу 80-ых годов, благодаря работам A.A. Кауфмана, В.А. Сидорова, В.В. Тикшаева, Г.М. Морозовой, Б.И. Рабиновича, П.П. Фролова, B.C. Суркова, Г.А. Исаева, В.Н. Глечикова, В.П. Губатенко, В.В. Филатова, А.К. Захаркина, Д.И. Кунина, В.И. Шатохина и многих других исследователей, была создана теоретическая, методическая и аппаратурная база метода ЗСБ, накоплен опыт практического применения метода для решения задач структурной и рудной электроразведки.

Поскольку метод зондирований становлением поля в ближней зоне не содержал принципиальных ограничений на глубинность зондирований, то, принимая во внимание перечисленные выше свойства нестационарного поля, была поставлена задача развития метода применительно к задачам глубинной геоэлектрики. С этой целью решались следующие вопросы:

- выявление связи компонент поля с параметрами среды,

- проведение сравнительного анализа и разработки установок различного типа с целью определения оптимальной измерительной системы, наиболее чувствительной к параметрам исследуемого геологического объекта,

- определение геоэлектрических условий, наиболее благоприятных для применения метода.

- привлечение и разработка энергоисточников повышенной мощности.

В отличие от известных экспериментов по исследованию земной коры с применением МГД-генераторов, или линий электропередач -ЛЭП, в рассматриваемом методе зондирования проводятся на малых расстояниях от известного источника с передвижными генераторными установками.

2.1 Физические принципы методов ближней зоны рассмотрены на примере нестационарного поля магнитного диполя в проводящей среде. В начальный момент, после выключения тока в источнике, токи в среде сконцентрированы вблизи источника и создают поле, равное по величине постоянному полю диполя в воздухе. В поздней стадии магнитное поле токов, наведенных вблизи источника, пропорционально t ' , т.е. значительно меньше измеряемого поля, пропорционального t 15. Следовательно при достаточно больших временах поле становится более чувствительным к отдаленным участкам среды. В горизонтально-слоистой среде в поздней стадии поле практически не отличается от поля в однородном полупространстве с удельным сопротивлением подстилающей среды. Если основание является изоля-

тором, то компоненты поля пропорциональны продольной проводимости осадочного комплекса в степени, равной или выше третьей. Таким образом, измерения в ближней зоне источника обеспечивают высокую чувствительность поля к изменению глубины до поверхности высокоомного фундамента, высокую чувствительность к электропроводности проводящих глубинных слоев в поздней стадии становления, создают благоприятные условия для детального исследования геоэлектрического разреза.

2.2. Применительно к задаче изучения земной коры и учитывая возможности метода становления поля в ближней зоне, особого внимания заслуживают области высокой электропроводности, обнаруженные как в земной коре древних платформ и щитов ( A.C. Семенов, А.А Жамалетдинов, A.A. Ков-тун и др.) так и в регионах современной тектонической активизации (М.М. Бердичевский, Л.Л. Ваньян, В.И. Поспеев. В.П. Горностаев и др.).

Отмечается разная природа проводящих коровых слоев. Если в первых регионах повышенную проводимость объясняют присутствием электронно-проводящих пород, то во вторых - связывают с особыми гидротермальными условиями и ионной проводимостью.

Опираясь на данные магнитотеллурических зондирований о геоэлектрическом строении земной коры Байкальской рифтовой зоны, для решения поставленных выше методических задач были выбраны теоретические модели среды. Трехслойная, типа К, описывает разрез с осадочным чехлом мощностью А], геоэлектрическим фундаментом мощностью /г2 и проводящим основанием, а также четырехслойная, типа КН, когда проводящее основание имеет конечную мощность A3. Показано, что в отсутствии осадочного чехла с использованием стандартной генераторной аппаратуры, способа накопления полезного сигнала, когда можно выделить полезный сигнал в 1мкВ, глубинность зондирований может достигать 15 км. Исследована зависимость глубинности от мощности и суммарной продольной проводимости осадочного чехла. Например, осадочный чехол с продольной проводимостью в 25См ограничивает глубинность 4-5 километрами.С применением установки "Полигон-1" глубинность, в приведенном выше примере, возрастает соответственно до 10-15 км с осадочным чехлом и до 20-25 км - без него.

2.3. Разработаны способы повышения глубинности зондирований: а) применение пространственно временного градиентного способа возбуждения нестационарного поля, б) использование пространственно-временных градиентных систем наблюдения.

Сущность первого, заключается в том, что с целью усиления влияния токов в проводящих слоях разреза, поле возбуждается выключением разнопо-

лярных импульсов тока в двух генераторных контурах, моменты которых подчинены условию / М2 = (¿1 / '2)"» где и Н ' вРемя> отсчитываемое от момента выключения тока в первом и во втором контурах. Реализация способа возможна при одном генераторном контуре, если в нем создавать импульс тока сложной формы. Численный анализ показывает, что при реализации этого способа глубинность возрастает в полтора раза.

Во втором способе измеряются временная производная вертикальной компоненты вектора магнитной индукции и пространственный градиент этой же компоненты магнитного поля. Кажущееся сопротивление в этом

способе /?* / р{ =2г-[(сВ2 / <3)/ / <3*)]/7 в ранней и в поздней стадии стремится к удельному сопротивлению соответственно первого пласта и проводящего основания р* —> 1.73/^ при / -> О, /?* —> рп при ? —> оо,.

Кажущееся сопротивление р* обладает высокой чувствительностью к электропроводности проводящего основания в среднем временном интервале при значительно большем (на 2-5 порядков) уровне полезного сигнала по сравнению с поздней стадией. Сравнение чувствительности кажущихся сопротивлений /9* / Р] И рт / /?[ к электропроводности основания приведено на рис. 1.

В принятых системах измерений слабая чувствительность кажущегося

сопротивления /?г к электропроводности основания в среднем временном интервале обусловлена инверсией зависимости нестационарного поля от электрических свойств среды.

Преимущества дифференциальных систем возбуждения поля и пространственно-временных градиентных систем наблюдений, определяемые: а) повышенной чувствительностью к электропроводности глубинных проводящих слоев разреза, б) разделением временных областей наибольшего влияния отдельных слоев разреза, в) повышенной глубинностью исследования -позволяют рекомендовать указанные системы

• Рт Рт

\а \ \ А

/ 1 / 1 \ / 41. — 128-Уз 1У -32

/ » ! \ 0

_ ^ \ 1 10 100 \ Г1 >\

иодель % ' •л*

Л,=Г, = 1. 1' «,» 12В 32 8 \

й, = 10Й1- \\\

Г г =0/01г

Гъ

А А \ а 4 \ N * * ^ \ " "" - _ N

----еИ(Ё1.1ЁЬ.) 1 - ...

Р\ А дг

Рис. I.

для применения при режимных измерениях на прогностических полигонах.

2.4. В аппаратурном обеспечении глубинных зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне основное внимание было направлено на разработку и создание генераторных средств повышенной мощности. Для первого этапа отработки методики и проведения экспериментальных работ был использован Аппаратурный комплекс-1, созданный в ИГиГ СО АН, в котором в качестве источника использовались батареи акку-

6 2

муляторов, а магнитный момент достигал 1.2 • 10 Am .

Для проведения дальнейших исследований применялась созданная в ИВТ РАН специализированная энергоустановка "Полигон-1", мощностью 2.5 МВт, которая генерирует импульсы постоянного тока заданной формы, длительности и частоты следования. Максимальный ток - 300 А.. Максимальное выпрямленное напряжение - 8.5 кВ. Сопротивление согласованной нагрузки - 29 Ом. Длительность выключения тока в электрическом диполе - не более 4 мс. Установка рассчитана на работу с активной и реактивной нагрузками;

5 9 2

электрический момент составил 9 • 10 Ат% магнитный - 1.2 • 10 Am .

Использовался способ накопления полезного сигнала, примененный при разработке аппаратуры " Цикл" ( Б.И. Рабинович,Д.И. Кунин, А.К. Захаркин и др.). Способ, улучшая соотношение сигнал /помеха, приводит к увеличению глубинности зондирований.

Специально для этих работ создана аппаратура синхронизации с использованием опорного генератора "Гиацинт-М".

На Байкальском полигоне в полевых условиях эксплуатировался геофизический вычислительный комплекс (ГВК), разработанный в ВЦ СО АН.

2.5. Для ГВК создана-библиотека программ "Байкал" и пакет программ "Гиккон", предназначенные для обработки материалов зондирования непосредственно в ходе эксперимента. В библиотеку входят программы решения прямых задач ЗСБ для простейших моделей сред и обработки экспериментальных данных. Каталог программ приведен в Приложении 1 к диссертации.

Глава 3. Пространственно-временные зондирования становлением электромагнитного поля с закрепленным источником

Существующие в настоящее время представления данных зондирований в ближней (A.A. Кауфман, Г.М. Морозова) и дальней (Л.Л. Ваньян) зонах не могут удовлетворительно описать геоэлектрический разрез. Интерпретационные характеристики этих методов зависят одновременно от свойств среды и разноса и разделить их не представляется возможным.

3.1 Предложен способ пространственно-временных зондирований становлением электромагнитного поля, в котором исключено влияние разноса на полезный сигнал, и с помощью которого значительно повышается глубинность исследования. Как упоминалось выше, некоторые компоненты нестационарного поля в ближней зоне пропорциональны разносу (при магнитном возбуждении при электрическом -НГ,НХ. Следовательно, если построить такую систему измерений, когда на каждом последующем разносе, начиная с минимального, поле будет подчиняться закономерностям ближней зоны, то удастся значительно расширить область зондирующего параметра N времени становления, а значит и глубинность исследований.

Интерпретационной характеристикой в таком способе служит огибающая - р\ семейства кривых кажущегося сопротивления рг (ЗСБ), параметром которых является разнос. Огибающая не зависит от разноса и свободна от искажающего действия трансформации полезного сигнала. На рис.2

приведены кривые кажущегося сопротивления методов ближней рх / р\ и

дальней р® / ру зон в зависимости от разноса и огибающие -р°г / р^. Как

видно, конфигурация кривых рт / р1 и р^ / р\ меняется в зависимости от

разноса при неизменном разрезе. Конфигурация огибающей р°т / Р\ следует изменениям электропроводности среды на всем временном интервале, включающем раннюю и позднюю стадии становления.

Реализацию рассматриваемого способа легко организовать при профильных и площадных системах измерений с мощными активными источниками, когда поле возбуждается на значительной площади.

3.2. В диссертации получены уравнения, описывающие огибающую, для компонент нестационарного поля горизонтального электрического и вертикального магнитного диполей. Например, при измерении Е^ имеем:

/л ,грМг .2/3 _ 0 Еу _ п

Рг ' дг г

Для получения пространственной производной компоненты поля, необходимой при реализации способа, предложена система наблюдений с тремя или пятью измерительными каналами.

3.3 Рассмотрена технология проведения пространственно-временных зондирований при профильных измерениях на последовательности увеличивающихся разносов. Для каждого из последующих разносов полезный сигнал регистрируется до более поздних времен вследствие того, что поле подчиняется закономерностям ближней зоны.

Рис. 2. Двухслойная модель: р, = 1, Рг / р, = 0.125, А 1 = 1. Верхняя серия-рг / р,, нижняя серия-р'-* / р,.

. Трехслойная модель: р, = I, Р2 / Р1 = 8, Четырехслойная модель: Р[ = 1, Рг / Р) = 0.125 Рз / Р! = 0.125, А, = I, А2 / Л1 = 2.' рз/р; = 0.125,р^/р, =8, /11 = 1, А2 / А, = 2,

Верхняя серия - рг/р|, нижняя серия - р® / Р|. Верхняя серия-рг / Р|, нижняя серия - р^ / р.

3.4. Количественные оценки глубинности пространственно-временных зондирований, выполненные с помощью математического моделирования нестационарного поля в задачах структурной и глубинной геоэлектрики, показали, что глубинность возрастает соответственно до 10-12 км и 20-21 км

при использовании стандартного электроразведочного генератора.

_g

В таблице 1 приведены сигналы в единицах 10 Alm для- горизонтальной составляющей магнитного поля горизонтального электрического диполя на времени, соответствующем максимуму кривых кажущегося сопротивления типа К. Мощность первого слоя = 1 km, мощность второго-/?2 = Юкт, азимутальный угол равен 45°, генераторный момент соответствовал параметрам установки " Полигон-1" и равнялся 9 ■ 10^ Am.

__Таблица 1

г/А, 0.5 5.6 8 16 32

я* 5.1 560 1100 2400 11000

Как видно, магнитное поле увеличивается в сотни и тысячи раз с увеличением разноса, обеспечивая глубинность до 21 км, для такого типа разрезов.

3.5. Реализация пространственно-временных зондирований осуществлена при глубинных исследованиях земной коры с закрепленным искусственным источником на Муйско-Чарском и Южно-Байкальском прогностических полигонах. Как следует из анализа экспериментальных данных, подтверждаются методические выводы об увеличении глубинности исследования земной коры с помощью пространственно-временных зондирований.

В таблице 2 приведены измеренные значения эдс (мкВ) в контуре на расстояниях от электрического диполя в 5 км и 10 км, а также времена регистрации эдс при работе с установкой "Полигон-1".

____Таблица 2

t (сек) 0.403 0.500 1.00 2.00

г=5 km 218 131 20 -

r=10km 156 130 80 5

Как видно, область зондирующего параметра - времени становления увеличивается с 1.25 секунды до 2-х и более секунд, увеличивая глубинность исследования более, чем в 1.5 раза.

Преимущества метода пространственно-временных зондирований, защищенного авторским свидетельством, заключаются в следующем:

- кажущееся сопротивление методов ближней и дальней зон зависят одновременно от свойств среды и расстояния от источника до приемника поля, что приводит к значительным погрешностям в определении геоэлектрических параметров; кажущееся сопротивление пространственно-временных

зондирований не зависит от параметра установки- разноса и определяется только свойствами среды,

- в методе пространственно-временных зондирований полезный сигнал и интерпретационные участки кривой кажущегося сопротивления, формируются на последовательности увеличивающихся разносов при наибольшем сигнале на данном времени, чем повышается разрешающая способность и достигается максимальная глубинность зондирований становлением поля,

- конфигурация кривых кажущегося сопротивления методов ближней и дальней зон соответственно на ранних и поздних временах зависит, в основном, от особенностей трансформации и не связана со свойствами среды; конфигурация кривых кажущегося сопротивления пространственно-временных зондирований следует изменением свойств среды с глубиной; при малых временах значение р® стремится к удельному сопротивлению первого пласта, а на поздних -к удельному сопротивлению основания.

Глава.4. Результаты глубинных электромагнитных исследований земной коры с контролируемым источником в Байкальской рифтовой зоне

Современные представления о распределении электропроводности земной коры и мантии Байкальской рифтовой зоны (БРЗ) базируются на результатах магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований (МТЗ, МВЗ) отраженных в работах М.Н. Бердичевского, A.B. Булмасова, JI.JI. Ваньяна, В.Т. Левадного, Е.П. Харина, В.И. Поспеева, М.М. Мандельбаума, В.П. Горностаева, A.B. Поспеева, A.M. Попова, И.П. Шпака, Б.А. Окулесско-го, П.П. Шиловского, В.И. Михалевского и других исследователей.

В приведенных публикациях отмечается приближенное к поверхности (до 10-20 и до5 км) положение корового слоя в пределах Байкальского рифта. Вместе с тем, разрешающая способность и точность указанных методов, вследствие регионального характера естественного поля, недостаточны в свете требований, выдвигаемых к изучению электропроводности земной коры при электромагнитном мониторинге.

Поэтому требовалось провести независимые (с контролируемым источником поля) исследования электропроводности активизированной земной коры при повышенной детальности зондирований.

Геоэлектрическое строение земной коры в пределах Муяканской, Муй-ской, Чарской впадин, в районе Северомуйского тоннеля и долины р. Верхняя Ангара явилось предметом исследования ПГО "Иркутскгеофизика". В

1979- 1980гг эти работы продолжены и дополнены глубинными зондированиями становлением электромагнитного поля (ГЗС) при совместных работах отрядом ИГиГ СО АН и ПГО "Иркутскгеофизика " с целью изучения электропроводности земной коры Муйско-Чарского прогностического полигона и характера ее изменения в районе Муяканского сейсмогенного разлома.

4.1. Для глубинных зондирований становлением поля в Муяканской впадине был применен Аппаратурный комплекс-1. При глубинных исследованиях наиболее информативна поздняя стадия становления, поэтому в отличие от методики ЗСБ, принятой в структурных работах, значительно увеличивалось число накоплений на поздних временах.

В диссертации рассмотрены вопросы методики работ, интерпретации полевого материала в комплексе методов активного и естественного электромагнитных полей. Согласованное применение методов активного и естественного поля исходит из положения о единой модели среды, которой отвечают измеренные поля. Поэтому, учитывая основные закономерности распространения нестационарного и гармонического полей в проводящей среде, определяющие связь измеряемого сигнала с параметрами разреза, свойства верхней части разреза определялись по данным ВЭЗ, ДЭЗ, ЗСБ с передвижным источником, свойства нижней - по данным ГЗС и МТЗ с общим объектом исследования - верхней консолидированной частью земной коры и проводящим коровым слоем, если таковой имеется. В частотном и временном диапазонах индуцированные токи в проводящем слое формируют на кривых кажущегося сопротивления линии Н, на основе уравнений для которых найдено соответствие зондирующих параметров - времени становления г и периода ~/Т, что позволило контролировать интерпретацию МТЗ. Глубина до проводящего корового слоя и его сопротивление определялись по данным ГЗС и МТЗ, продольная проводимость слоя- по данным МТЗ.

В результате проведенных работ получено глубинное геоэлектрическое строение земной коры полигона. Основной профиль проходит вдоль Муяканской впадины с выходом в западных точках профиля к восточному порталу Северомуйского тоннеля.

К особенностям строения земной коры относятся слабое развитие осадочного чехла, который представлен разрушенными породами фундамента с развитием участков вечной мерзлоты. Продольная проводимость слоя меньше 10 См. Удельное сопротивление верхней консолидированной части коры, определенное поданным ДЭЗ, составляет более 10000 Омм; удельное сопротивление проводящего корового слоя, определенное по данным ГЗС и МТЗ,

оценивается в 5-10 Омм, глубина его залегания меняется от 13 км в восточных участках профиля до 7 км - в западных.

4.2. Исследования земной коры с мощным специализированным энергоисточником "Полигон-1" проводилось на территории Южно-Байкальского полигона, включающей северо-восточное крыло Селенгинской депрессии и прилегающую акваторию озера Байкал.

Высокое напряжение выпрямленного тока (6.3 кВ) обеспечивает гальваническое и индукционное возбуждение измеряемого нестационарного поля на площади свыше 600 км2. Это дает возможность проводить измерения сразу во многих пунктах, применять методики площадных и профильных систем наблюдений. Всего выполнено более 300 зондирований с передвижным и закрепленным источниками, а для интерпретации привлечены также материалы около 150 зондирований ВЭЗ, ДЭЗ и 50-МТЗ.

В диссертации описана методика работ с установкой "Полигон-1 ".Для изучения глубинного строения среды поле возбуждалось во взаимно ортогональных линиях длиной 2 км и 3 км. Диапазон времен становления составлял от 2 мс до 3 с. Пункты ГЗС располагались со средним шагом 3 км. При реализации пространственно-временных зондирований - на заданной последовательности возрастающих разносов. В точках измерения ГЗС выполнялась также съёмка ЗСБ с передвижным источником. При такой методике были выделены и учтены в интерпретации данных закрепленного источника влияние неоднородностей в осадочном чехле, что позволило с большей достоверностью определить параметры приповерхностных и глубинных участков земной коры. Полученные экспериментальные кривые кажущегося сопротивления анализировались с позиций учета закономерностей поведения нестационарного поля и МТ-поля в неоднородных средах, приведенных соответственно в работах А.Н. Кузнецова, Г.Г. Обухова, , Е.Ю. Антонова, М.Б. Рабиновича, JI.A. Табаровского, G.A. Newman, G.W. Hohmann, W.L. Anderson и В.И. Дмитриева, М.Н. Бердичевского, Г.А. Кокотушкина.

В результате анализа и количественной интерпретации данных зондирований с закрепленным источником, проведенной с применением современных автоматизированных компьютерных систем " ЭРА", "SONET" и интерпретации данных МТЗ, выполненной в ЛГУ Л. Н. Пороховой, построены глубинные геоэлектрические разрезы вдоль побережья и субширотные, пересекающие Байкальскую впадину. Получено детальное геоэлектрическое строение земной коры северо-восточного фланга Селенгинской депрессии.

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы.

- Внедрен в практику работ метод глубинных зондирований становлением электромагнитного поля, рассмотрены некоторые вопросы совместной интерпретации методов МТЗ и ЗСБ, оценена эффективность их совместного применения на практике.

- Методами МТЗ и ЗСБ выделен и прослежен гидротермальный проводящий коровый слой в Муяканской впадине на глубине 7-13 км, на севере и юго-востоке площади, по МТЗ выявлено погружение слоя до 25-30 км.

- Установлено близкое пространственное совпадение зон высокой сейсмичности и наибольшего поднятия проводящего корового слоя.

- Геоэлектрические границы в осадочном чехле Байкальской впадины погружаются к западному побережью, где проводящий слой в нижней части осадочного чехла имеет мощность до 1.5 км, удельное сопротивление этого слоя меняется от 5 до 10 Омм. Геоэлектрический разрез по профилю, пересекающему Байкальскую впадину, построенный по данным ЗСБ и ГЗС приведен на рис.3. Особенности распределения электропроводности пород осадочного чехла Байкальской впадины соответствует концепции осадконакоп-ления в кайнозойских впадинах БРЗ, развитой в трудах H.A. Логачева, согласно которой нижние проводящие слои можно отнести к этапу спокойного осадконакопления мелкозернистой фации озерного типа.

- На северо-восточном фланге Селенгинской депрессии- в осадочном чехле преобладают породы с удельным сопротивлением 20-60 Омм, широкое развитие имеет приповерхностный высокоомный слой с удельным сопротивлением 100-400 Омм и переменной мощностью от 30 до 100м; со стороны оз.Байкал вклинивается более проводящий слой с удельным сопротивлением 8- 12 Омм и толщиной от 50 м до 200м.

- Геоэлектрический фундамент по своему сопротивлению неоднороден; верхняя часть имеет удельное сопротивление 200-300 Омм, нижняя - более консолидированная - на глубине 8-10 км - более 2000 Омм, в земной коре на глубине 10-12 км выделен проводящий слой, его сопротивление оценивается в 5-10 Омм по данным ГЗС, по данным МТЗ - в 10-50 Омм, а продольная проводимость в 500-1000 См. Верхняя часть земной коры, ограниченная снизу проводящим слоем имеет блоковую структуру, сопровождаемую разломами, которые характеризуются 2-4 километровыми по ширине вставками глубинного заложения различной протяженности со смятыми геоэлектрическими границами и заполненными более проводящими породами с удельным сопротивлением от10-12 Омм до 30-55 Омм. Пространственно проводящий слой близок к сейсмическому коровому волноводу, выделенному по данным

рт Омм

с0 5

Омм

■ ¡Д1' 4 Омм

4 Омм

Рис. 3. Геоэлектрический разрез и практические кривые рт на профиле м. Крестовский - р. Поперечная.

ГСЗ, C.B. Крылов и др.). Судя по данным интерпретации МТЗ, нижняя часть коры характеризуется монотонным изменением сопротивления.

- Выделены локальные проводящие объекты в земной коре с аномальным распределением электропроводности по глубине (от корового слоя вплоть до поверхности Земли). На поверхности эти участки, чаще всего, обозначены выходами термальных вод и, по-видимому, обусловлены термальной проработкой пород и миграцией термальной жидкости из глубинных слоев земной коры. Такие структуры установлены в районе р.Загза и р. Поперечная, а также в акватории озера Байкал в 3 км от берега (рис.3). Пространственно эта зона совпадает с ветвью разлома Черского, проходящей вдоль юго-восточного побережья оз. Байкал.

Глава 5. Электромагнитный мониторинг на Байкальском прогностическом полигоне

Южно-Байкальский прогностический полигон расположен в одном из наиболее сейсмически активных районов БРЗ, включающем Селенгинскую депрессию. В научных публикациях указывается на теснейшую связь очагов землетрясений с развитием активных элементов рифта. Причем, согласно C.B. Крылову, "наиболее вероятная глубина байкальских землетрясений заключена в интервале 0-10 км". Поэтому одна из задач электромагнитных зондирований в пределах полигона состояла в детальном изучении очагового слоя; в обнаружении зон особого распределения электропроводности в глубину и по латерали, выявление их природы и связи с сейсмоконтролирую-щими структурами полигона.

Многочисленные аспекты проблемы прогноза землетрясений расмотре-ны в трудах отечественных и зарубежных ученых: М.А. Садовского, ^.А. Нерсесова Г.А. Соболева, В.Н. Страхова, А.Я. Сидорина, В.И. Кейлис-Борока, Ф.И. Монахова, О.М. Барсукова, Ю.А. Трапезникова, А.И. Семенова, A.M. Попова, О.И. Сорокина, А.Г. Иванова, Ю.Ф. Мороза, Э.И Пархоменко, A.A. Авагимова, А.Т. Бондаренко, А.И. Волыхина, С.И. Зубкова. С. Fraser-Smitch Antoniy, Btrnard Arman, Y. Fujinava, К. Takahashi, T. Kimagai, Hamada Kazuo , Y. Jin, X. Zheng , M.F. Jonson , Liu Xinheng, Zhou Yunsheng , S.K. Park, D.V. Fitterman ,T. Ricitake , S. Breiner, R.L. Kovach , S. Rojstaczer, S. Wolf, R. Michel, E. Roeloffs, J. Langbein, Zhang Yunlin, Li Zhixiong and other .

При электромагнитном мониторинге особый интерес представляют методы искусственного возбуждения нестационарного поля. Отсутствие принципиальных ограничений на число повторений эксперимента, хорошо разви-

тые средства борьбы с помехой и особенности диффузии нестационарных полей дипольных источников делают актуальным изучение возможностей методов нестационарного поля в свете проблемы прогноза землетрясений.

5.1. Анализ свойств нестационарного поля в сравнении с методами постоянного тока выявил ряд преимуществ применения первого при мониторинге. Действительно, как показано в диссертации, нестационарное поле имеет повышенную чувствительность к глубинным проводящим слоям Земли. Далее, в методе ЗСБ на каждом пункте имеется не одно измерение, а временная кривая зондирования, отражающая геоэлектрические свойства всего разреза. Кроме того, в методе ЗСБ при изменении удельного сопротивления среды меняется не только амплитуда поля, но и время становления -t, вариации которого служат параметром, позволяющим разделить вариаций кажущегося сопротивления по признаку: сигнал-помеха. Действительно, в качестве режимного временного параметра можно принять, например, /0 -время смены знака значений компоненты В2. Тогда возможность разделения вариаций кажущегося сопротивления на связанные с изменением удельного сопротивления среды и обусловленные влиянием поля помехи достигается использованием свойств нестационарного поля в ранней стадии становления.

В диссертации показано, что применение метода становления поля с мощным энергоисточником открывает возможность детального изучения очагового слоя и распределения вариаций электропроводности по глубине.

5.2. Для изучения геоэлектрического строения Селенгинской депрессии использовались данные ЗСБ с передвижным источником, проводимых в комплексе с ВЭЗ со льда залива Провал и в окаймляющей области, а также материалы более 200 глубинных ВЭЗ, полученные 1111 "Иркутскгеофизика" в 1952-1953 годах, и которые были проинтерпретированы совместно с Ю.А. Дашевским и И.О. Греховым с помощью системы "SONET". При анализе данных интерпретации и построении геоэлектрических моделей учитывались закономерности поведения постоянного электрического поля в неоднородных средах, полученные в работах В.В. Кускова, В.К. Хмелевского, В.А. Шевнина.

В особенностях геоэлектрического строения Селенгинской депрессии нашли отражение ее основные сейсмотектонические элементы, сведения о которых почерпнуты из научных публикаций С.М. Замараева, В.В. Самсоно-ва, В.П. Солоненко, А..Д. Абалакова, В.С.Хромовских.

Область активного сейсмотектонического опускания, включающая зал. Провал, характеризуется мощным осадочным чехлом с удельным сопротивлением от 50 до 200 Омм, в нижней части осадочной толщи на глубине 4-4.5 км удельное сопротивление пород уменьшается до 4-6 Омм. По юго-восточному контуру залива в направлении с.Кудара - с.Творогово проходит

Дельтовый разлом, который отражается широкой (до 4 км) зоной повышенной электропроводности пород, где нарушается их согласное залегание. Разлом окаймляет блок земной коры с осадочным чехлом и фундаментом, погруженным на глубину свыше 4 км. Разница в положении фундамента по обе стороны разлома достигает 2.5 км - 3 км. Удельное сопротивление пород, заполняющих зону разлома составляет 20-60 Омм. Практические кривыерт и геоэлектрический разрез сейсмотектонического грабена зал. Провал приведены на рис.4. В целом Дельтовый разлом характеризуется как протяженная область с продольной проводимостью свыше 100 См.

рх Омм 91 89 87 85 83

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1-0 1.0 1.0 1.0 94 93 92 91 89 88 87 8В 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 28 25.1 К ЗСБ

0.5 .1.0

1.5 2.0

2.3 3.0

3.5 4.0

100 Омю \

р, -360 Ом —¡1кк|—

^ О * ^ \ ; ^90 ОкиД ,п п

4 Л Л » • 1 V . * 30 Окк 40 Оки „\ХЛ * • \ \ V -Л "О Оки 200 Окк х ' \ ( \ \

■8 Окк^-Г-!.-!-! 13_ I

//////////'////д. 3 ъ^ышшипщшь 20 Оки - --"^-Г тт~гт ♦ - ♦ ♦ 1- * " * 200 Окк /

"5 Окк

4 Окк

Н эм-4кк.

Рис. 4. ГеозлектрическиА разрез сейскотектонического грабена - зал. Провал.

Быстрое наращивание мощности осадочных отложений идет по направлению к внешней прибрежной части дельты Селенги; определенные значения мощности составили 4-5 км, удельное сопротивление в нижней части осадочного чехла уменьшается до 5-10 Омм. Это область Дельтового кайнозойского прогиба, разделенного на два блока, в осадочной толще которых не только смещены геоэлектрические границы, но имеются существенные раз-

линия в электропроводности слагающих их пород, что является свидетельством различного характера и скорости движения в кайнозойский период.

Установлено, что область сочленения Усть-Селенгинской впадины и Творогово-Истокского поднятия имеет значительно более сложное строение, чем представлялось до сих пор. В области сочленения выделена структура шириной до 7 км и прослеженной длиной до 30 км с погружением фундамента в осевой части до 5 км и более. Осевая линия структуры проходит по линии с. Закалтус - с. Степной Дворец-2.

В целом, геоэлектрическая характеристика земной коры полигона отвечает общей концепции строения земной коры Байкальской рифтовой зоны, развитой в трудах C.B. Крылова, M. М. Мандельбаума и др. и заключающейся в том, что земная кора БРЗ содержит три геофизических слоя - очаговый, инверсионный и гомогенный, различающиеся по физическим свойствам, степени однородности и частоты происходящих в них землетрясений.

5.3. Электромагнитный мониторинг на БПП связан с ежесуточными зондированиями становлением электромагнитного поля при закрепленном источнике и дипольными зондированиями на постоянном токе.

Многолетние систематические наблюдения за активным нестационарным полем показали наличие вариаций переходных характеристик эдс от одного измерения к другому. Относительные вариации сигнала достоверно превышали ошибки измерений (около 1%) и достигали 20-25 %.

Диффузия электромагнитного поля, определяемая скин- эффектом в проводящей среде, в каждый момент времени обусловлена распределением электропроводности на различных глубинах. Построение режимных рядов приращений нестационарной эдс на отдельных временных отсчетах представляется недостаточным и прямо не отражающим динамическое перераспределение электропроводности в исследуемом разрезе. Они практически мало пригодны для выявления предваряющих сейсмические события аномалий электропроводности, а также для выявления физико-тектонических механизмов, генерирующих вариации пространственного распределения электропроводности.

Предложено преобразовать динамические временные ряды наблюденных сигналов в ряды вариаций электропроводности на различных глубинах и соотнести последние с процессами подготовки землетрясений.

Необходимым начальным этапом изучения вариаций сопротивления является построение базовой интерпретационной модели. Исследование измеренного нестационарного сигнала выявило его высокую чувствительность к сопротивлению хорошо проводящих слоев - первого, третьего и пятого. При

геологической привязке выяснилось их соответствие обводненным разуплотненным, песчано-глинистым сегментам верхней части земной коры. Анализ чувствительности показывает, что влияние хорошо проводящих пластов разнесено по времени и можно выделить интервалы зондирующего параметра с сильным преобладанием каждого из них. Была проведена обработка и трансформация ежедневных наблюдений за 1989-1990 гг. Ее результаты представлены в виде режимных рядов относительных приращений удельных сопротивлений трех выделенных проводящих горизонтов.

Детальный анализ полученных рядов приращений удельного сопротивления в разноглубинных слоях позволил выделить сейсмические события класса выше 7.6, каждое из которых сопровождается предваряющими и синхронными аномалиями удельного сопротивления. Относительная интенсивность предваряющих аномалий достигает 40% при среднестатистических отклонениях 5% с опережающим временным интервалом от 1 до 15 суток.

Анализ распределения интенсивности вариаций по глубине в зависимости от местоположения эпицентра, показывает, что имеется различная реакция геоэлектрической характеристики среды в пункте наблюдения на процесс подготовки события в зависимости от положения эпицентра. Наиболее интенсивные вариации удельного сопротивления наблюдались во втором проводящем слое, когда эпицентр землетрясения находился в Байкальской впадине. По-видимому это связано с активным флюидодинамическим режимом этого слоя, имеющего непосредственное продолжение в Байкальскую впадину (рис.3). При расположении эпицентра в Селенгинской депрессии, увеличивалась амплитуда вариаций электропроводности в третьем проводящем слое. Этот слой, выделенный при зондированиях с установкой "Полигон-1", связан, как следует из данных интерпретации, с воздействием Дельтового разлома. Таким образом, выделенные проводящие слои можно отнести к геосенсорным объектам полигона.

При ретроспективном анализе вариация электропроводности идентифицировалась как предваряющая по нескольким признакам: высокая амплитуда вариации, превышающая средний статистический фон, который составил 34%, появление этой вариации на сейсмическом фоне, который состоит из землетрясений ниже 6 класса, регистрация в последующем заметного, превышающего фон, события, сопровождаемого синхронной вариацией электропроводности.

Основные результаты исследований, изложенных в настоящей главе сводятся к следующему.

Высокая эффективность зондирований становлением поля в ближней зоне для выделения вариаций электропроводности при электромагнитном мониторинге определяется:

- повышенной чувствительностью компонент нестационарного поля к электропроводности глубинных проводящих слоев,

- разделением временных областей преимущественного влияния геоэлектрических характеристик отдельных слоев разреза в результате использования высокочувствительных пространственно-временных градиентных систем наблюдения,

- возможностью разделения вариаций измеряемого поля по признаку: сигнал-помеха за счет изучения дополнительно вариаций зондирующего параметра - времени становления,

- применением предложенного способа анализа и интерпретации режимных измерений путем построения временных рядов непосредственно приращений удельного сопротивления в разноглубинных слоях земной коры.

Изучение геоэлектрического строения земной коры полигона, физических свойств ее сейсмоконтролирующих структур является необходимым этапом проведения электромагнитного мониторинга, которое способствует:

- обоснованному и целенаправленному размещению пунктов режимных наблюдений с целью получения достоверных результатов,

- пониманию пространственно - временной обусловленности процессов подготовки сейсмического события и данных мониторинга,

- выяснению природы вариаций электропроводности глубинных горизонтов при подготовке сейсмического события.

В результате проведенной интерпретации данных мониторинга:

- показана связь вариаций электропроводности с сейсмической активностью региона,

- установлено изменение интенсивности вариаций электропроводности пород на различных глубинах в зависимости от положения эпицентра, предложена геофизическая интерпретация этого явления,

- выявлена более высокая информативность изучения вариаций электропроводности в разноглубинных слоях по сравнению с вариациями эдс.

Отметим, что анализ материалов режимных измерений проведен в ограниченном календарном интервале(1.5 г.), поэтому установленные закономерности, выводы должны быть уточнены и развиты при дальнейшей работе над имеющимися на полигоне данными почти 15-летних наблюдений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом работы является разработка новых методов зондирований: становлением электромагнитного поля в ближней зоне и пространственно-временных, обладающих повышенной чувствительностью, детальностью и глубинностью исследований, на основе применения которых, при использовании уникальной мощной энергоустановки "Полигон-1" и привлечения данных магнитотеллурических зондирований получена детальная геоэлектрическая характеристика земной коры в сейсмоактивных районах Байкальского рифта.

Метод зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне отличается от существовавшего способа зондирований в дальней зоне повышенными детальностью исследований и чувствительностью к электропроводности глубинных проводящих слоев земной коры, вследствие особенностей диффузии нестационарного поля в ближней зоне источника.

Способ пространственно-временных зондирований свободен от недостатков, присущих методам зондирований становлением электромагнитного поля в ближней и дальней зонах, и имеет преимущества по сравнению с каждым из них заключающиеся в следующем:

- повышается детальность и разрешающая способность зондирований за счет исключения воздействия на полезный сигнал и интерпретационную характеристику параметра установки - разноса,

- устраняется искажающее действие трансформации полезного сигнала, вследствие чего конфигурация кривой кажущегося сопротивления следует изменениям свойств среды с глубиной во всем временном интервале,

- реализуется максимальная глубинность зондирований становлением электромагнитного поля за счет измерений на заданной последовательности увеличивающихся разносов,

- применяются наиболее технологичные профильные и площадные системы наблюдений, при которых значительный объем информации с мощным закрепленным источником используется с получением качественно новых свойств.

Новые методы нестационарных электромагнитных зондирований при возбуждении поля с помощью полностью определенного источника, применение способа накопления полезного сигнала и площадных систем наблюдений, а также учет данных магнитотеллурических зондирований, позволили получить детальные сведения о глубинном распределении электропроводности земной коры и ее сейсмотектонических структур.

1. Многие элементы геоэлектрического строения верхней части земной коры получены впервые:

- определены геоэлектрические свойства осадочного чехла по профилям, пересекающим Байкальскую впадину и сейсмотектонический грабен-зал. Провал, установлено развитие проводящего надопорного слоя в Байкальской впадине и на северо-восточном фланге Селенгинской депрессии,

- в земной коре на глубине 10-12 км выделен проводящий слой; верхняя часть земной коры, ограниченная снизу проводящим слоем, состоит из блоков, разделенных разломами, которые характеризуются 2-4- километровыми по ширине проводящими структурами глубинного заложения,

- выявлены локальные проводящие объекты, имеющие аномальное распределение электропроводности по глубине (от корового слоя вплоть до поверхности Земли).

2. Впервые получены геоэлектрические характеристики сейсмотектонических элементов Селенгинской депрессии - одного из наиболее активных районов Байкальской рифтовой зоны:

- мощность осадочной толщи в сейсмотектоническом грабене - зал. Провал - более 4.5 км, а ступень фундамента на разных бортах Дельтового разлома, окаймляющего грабен - более 3 км;

- выявленные особенности геоэлектрических свойств осадочной толщи северо-восточного и юго-западного блоков Дельтового прогиба косвенно подтверждают различную скорость их опускания в кайнозойский период;

- обнаруженное значительно более сложное строение района сочленения Усть-Селенгинской впадины и Творогово-Истокского поднятия дополняет геологическую и тектоническую характеристику Селенгинской депрессии.

Поскольку электропроводность является одной из основных физических характеристик вещества, то полученные сведения о распределении электропроводности на больших глубинах:

- отражают сейсмотектоническое состояние земной коры,

- имеют важное значение в связи с проблемой прогноза землетрясений,

- по современным представлениям, дают информацию о гидротермальном режиме земной коры, ее реологических свойствах.

Так как для Байкальской рифтовой зоны характерна коровая сейсмичность, то полученные сведения об особенностях распределения электропроводности вещества в глубину и по латерали, о выявленных геосенсорных объектах позволяют наиболее целенаправленным и результативным образом организовать электромагнитный мониторинг.

Для повышения информативности мониторинга, увеличения достоверности выделения и идентификации вариаций сопротивления пород как прогностического признака предложена комплексная целенаправленная система, опирающаяся на:

- повышенную чувствительность компонент нестационарного электромагнитного поля в ближней зоне к электропроводности глубинных проводящих слоев земной коры,

- применение высокочувствительных пространственно-временных градиентных систем наблюдений,

- возможность разделения вариаций нестационарной эдс по признаку: сигнал-помеха за счет регистрации дополнительно вариаций зондирующего параметра - времени становления,

- применение разработанной прогрессивной методики интерпретации режимных измерений, направленную на изучение вариации электропроводности в разноглубинных слоях земной коры.

Использование предложенной методики интерпретации данных мониторинга позволило:

- установить особенности связей временных вариаций электропроводности в разноглубинных слоях земной коры с сейсмической активностью.

- выявить перераспределение интенсивности вариаций электропроводности в разноглубинных слоях в зависимости от положения эпицентра, например, процесс подготовки сейсмического события, приуроченного к Байкальский впадине, подвергает более интенсивному изменению сопротивление осадочных пород надопорного проводящего слоя, что можно объяснить его активным флюидодинамическим режимом. Отмеченные явления способствуют пониманию механизма воздействия процессов подготовки сейсмического события на активные геофизические поля.

Способ пространственно-временных зондирований, защищенный авторским свидетельством, может быть использован при решении широкого круга задач электроразведки, где требуется повышенная детальность, разрешающая способность и глубинность зондирований.

Дальнейшее развитие методов зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне и пространственно-временных связывается с решением прямых задач в двумерных и трехмерных моделях, характерных для глубинной геоэлектрики, что позволит обосновать новые системы наблюдений и интерпретации, уточнить полученную геоэлектрическую модель земной коры, а также определит новые возможности метода в электромагнитном мониторинге.

Для осуществления прогноза землетрясений, наряду со всесторонним изучением этого явления, необходимо при электромагнитном мониторинге:

1) автоматизировать процесс обработки и интерпретации данных режимных измерений электромагнитного поля,

2) опираясь на выполненные исследования и развивая их, установить самосогласованный комплекс явлений, зависимостей, позволяющий однозначно охарактеризовать конкретную вариацию как прогностическую, например,: а) имеющую высокую амплитуду, б) разделенную по признаку: сиг-нап-помеха, в) имеющую необходимое распределение интенсивности в разноглубинных слоях земной коры и т.д..

3) выявить достаточную, устойчивую систему признаков по комплексу геофизических полей различной природы, наблюдаемых при мониторинге.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

Работы монографического плана:

1. Кауфман A.A., Морозова Г.М. Теоретические основы метода зондирований становлением поля в ближней зоне. Новосибирск, Наука, -1970.2. Морозова Г.М., Неведрова H.H. Методика интерпретации и альбом теоретических кривых глубинных зондирований становлением электромагнитного поля в ближней зоне. Новосибирск: ИГГ СО АН СССР. 1982.- 86с.

3. Кауфман A.A., Морозова Г.М., Изюмов И.Ф. Теория метода переходных процессов при решении задач геокартирования и рудной электроразведки. Новосибирск: Наука, -1971,- 101с.

Другие работы:

4. Морозова Г.М., Кауфман A.A. Нестационарное электромагнитное поле магнитного диполя в однородном полупространстве. // Геология и геофизика,- 1967.- № 8 - С 66-74.

5. Морозова Г.М., Соколов В.П., Неведрова H.H. A.C. № 1500127 СССР, МКИ G01V3/108. Способ электромагнитных зондирований.- 5с.

6. Морозова Г.М., Неведрова H.H., Соколов В.П. Пространственно-временные зондирования становлением электромагнитного поля. // Геология и гефизика,- 199^- № 2- С 130-136.

7. Морозова Г.М. Пространственно-временные характеристики нестационарного электромагнитного поля в глубинных зондированиях. // Элек-

1_ w Г- 1 т irr1 /-Л/~\

тромагнитные методы геофизических исследовании Сб. науч. тр. ИГГ СО АН СССР. Новосибирск, -1982,- С 20-36.

8. Морозова Г.М., Табаровский JI.A. Нестационарное электромагнитное поле погруженных дипольных источников. // Теория и опыт применения электромагнитных полей в разведочной геофизике. Новосибирск.- 1978.- С.

9. Морозова Г.М., Манштейн А.К., Неведрова H.H. Глубинные зондирования становлением электромагнитного поля в ближней зоне. // Методика и результаты комплексных геофизических исследований земной коры Сибири. Новосибирск,-1981,- С. 113-121.

10. Морозова Г.М., Ельцов И.Н. Некоторые вопросы электромагнитного просвечивания сейсмоактивных зон. // Геология и геофизика 1987, № 3- С.

85-88.

11. Морозова Г.М. Об одном способе повышения глубинности исследования среды с искусственным источником. // Электромагнитные зондирования. Киев. Наукова Думка. - 1978,- С.-168-170.

12. Морозова Г.М. Метод зондирований становлением поля в ближней зоне в глубинных исследованиях// Теория и опыт приме нения электромагнитных полей в разведочной геофизике. Новосибирск. ИГиГ СО АН СССР -1978. С. 26-39.

13. Морозова Г.М., МанштеГш А.К., Шпак И.П. и др. Глубинные электромагнитные зондирования в зоне трассы БАМ. // Геология и геофизика. 1982.-С. 129-133. .

14. Морозова Г.М., Ельцов И.Н., Манштейн А.К. и др. Глубинное зондирование становлением электромагнитного поля в ближней зоне с установкой "Полигон 1" на Южно-Байкальском прогностическом полигоне // Исследования по созданию научных основ прогноза землетрясений в Сибири. Иркутск. 1984,- С. 10-22.

15. Морозова Г.М., Неведрова Н. Н., Кривоногов Н.В.,и др. Технология и опыт пространственно-временных зондирований с закрепленным источником. // Глубинные геоэлектрические исследования с использованием промышленных линий электропередач. Апатиты. ИГКНЦ АН СССР.- 1990. -С. 57-64.

16. Морозова Г.М., Манштейн А.К., Зыкова Н.Ф. и др. Глубинные зондирования становлением электромагнитного поля в ближней зоне. // Электромагнитные зондирования. Москва. -198L.- С. 130.

17. Морозова Г.М., Ельцов И.Н., Мандельбаум М.М. и др. Геоэлектрическая модель Южно-Байкальского прогностического полигона. // Исследования по созданию научных основ прогноза землетрясений в Сибири. ( Оперативная информация, вып.2) Иркутск.- 1987.- С. 50-52.

18. Морозова Г.М., Ельцов И.Н., Скребнев В.А. Глубинные электромагнитные зондирования с установкой "Полигон-1" на Южно-Байкальском прогностическом полигоне.// Электромагнитные зондирования. Москва. 1984.-С. 81-82.

19. Кауфман A.A., Морозова Г.М. К обоснованию метода зондигоований становлением поля в ближней зоне. //Физика Земли. 1971-.№ 1,- С. 79-84.

20. Антонов Ю.Н., Морозова Г.М., Манштейн А.К. Глубинные зондирования становлением электромагнитного поля в ближней зоне в Забайкалье.// Геология и геофизика. 1981.- № 7,- С.98-107.

21. Зыкова Н.Ф., Морозова Г.М., Неведрова H.H. и др. Электромагнитные зондирования земной коры в условиях северо-восточного фланга Б.Р.З. //^Коровые аномалии электропроводности. Ленинград. Наука,- 1984,- С. 13122. Жирова Н.В., Мандельбаум М.М., Морозова Г.М. и др. Геоэлектрическое строение сейсмогенных структур Байкальского прогностического полигона. //Теология и геофизика. 1993,- №1.- С. 137-148.

23. Глинский Б.М., Дихтер И.Я.... Морозова Г.М. и др. Комплекс аппаратурных и методических средств и результаты электромагнитных зондировании с мощным энергоисточником на Байкальском прогностическом полигоне. // Докл. АН СССР. 1989. т. 308,- №2,- С. 59-62.

24. Рабинович Б.И., Морозова Г.М. Дифференциальные зондирования становлением поля в ближней зоне. // Геология и геофизика. 1977.- № 3,- С. 106-112.

25. Ваньян Л.Л., Морозова Г.М., Зыкова Н.Ф. Применение методов глубинных электромагнитных зондирований для изучения строения земной коры Восточной Сибири. // Геофизические методы в региональной геологии. Новосибирск. Наука. - 1982,-С. 141-147.

26. Кауфман A.A., Морозова Г.М. Метод зондирований становлением поля в ближней зоне при возбуждении поля "бесконечно длинным" кабелем. //Известия ВУЗов. Геология и разведка- 1974,- № 4,- С. 111-119.

27. Кауфман A.A., Морозова Г.М., Курилло В.Н. Горизонтальная компонента Нг нестационарного поля вертикального магнитного диполя на поверхности двухслойной среды. // Геология и геофизика -1971,- № 2,- С. 11828. Мандельбаум М.М., Эпов М.М., Морозова Г.М. и др. Сейсмическая активность и динамика электропроводности земной коры на Байкальском полигоне. // Геология и геофизика.- 1996. -№6.- С. 88-94.

29. Мандельбаум М.М., Дашевский Ю.А., Морозова Г.М. и др. Применение технологии геоинформационных систем для решения задач глубинных электрических зондирований в дельте Селенги. // Москва. Геофизика. -1996.-№ 1. С.29-37.

30. Кауфман A.A., Морозова Г.М. Нестационарное поле петли на поверхности двухслойной среды. // Известия ВУЗов, геология и разведка. 1972,-№7. -С 110-113.

31. Антонов Ю. Н., Морозова Г.М. Электромагнитные зондирования при глубинных исследованиях земных недр и каротаже нефтяных скважин. // Геология и геофизика. 1982-.№ 12.-С.108-118.

32. Кауфман A.A., Морозова Г.М. О глубинности метода становления поля при относительно малых разносах. // Геология и геофизика. 1968,- № 5.-С. 101-104.

33. Кауфман А. А., Морозова Г.М., Курилло В.Н. Расчет электромагнитных полей, применяемых при зондировании по методу становления поля в ближней зоне. // Геология и геофизика. 1970.- № 1,- С. 92-101.

34. Табаровский Л.А., Морозова Г.М., Соколов В.П. и др. Математическое моделирование электромагнитных полей в задачах геоэлектрики.// Методика и результаты комплексных геофизических исследований земной коры Сибири. Новосибирск,-1976. -С.116-123.

35. Табаровский Л.А., Морозова Г.М. Расчет поля произвольного ди-польного источника в многослойной проводящей среде с плоскопараллельными границами. // Прикладная геофизика. -1981, вып.99 С. 73-86.

Методические рекомендации:

36. Кауфман A.A., Курилло В.Н., Морозова Г.М. Альбом теоретических [фивых зондирований становлением поля в ближней зоне. / ИГиГ СО АН, СНИИГГиМС. Новосибирск. -1969,- Вып1,- 107с.

37. Кауфман A.A., Курилло В.Н., Морозова Г.М Альбом двухслойных 1фивых зондирований становлением поля в ближней зоне. / ИГиГ СО АН, СНИИГГиМС. Новосибирск. -1969.- Вып2 -100с.

38. Кауфман A.A., Морозова Г.М., Рабинович Б.И. Альбом трехслойных теоретических кривых зондирований становлением поля в ближней зоне. / ИГиГ СО АН, СНИИГГиМС. Новосибирск. -1970,-ВыпЗ. - 107с.

39. Кауфман A.A., Морозова Г.М..Рабинович Б.И. Альбом трехслойных теоретических кривых зондирований становлением поля в ближней зоне. / ИГиГ СО АН, СНИИГГиМС. Новосибирск- 1970,- Вып 4. - 88с.

40. Кауфман A.A., Морозова Г.М., Рабинович Б. И. Альбом теоретических кривых зондировании становлением поля в ближней зоне. / ИГиГ СО АН, СНИИГГиМС. Новосибирск. 1972,- Вып. 6,-106с.

41 Альбом двухслойных теоретических кривых зондирований становлением горизонтальных компонент магнитного поля в ближней зоне. / СНИИГГиМС. Новосибирск. 1976.- Вып.9,- 85с. Составители: Гольдман М.М., Грекова Л.Б., Морозова Г.М. и др.