Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методы обработки и интерпретации данных магниторазведки и гравиразведки для сеточных моделей геологической среды

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методы обработки и интерпретации данных магниторазведки и гравиразведки для сеточных моделей геологической среды"

На правах рукописи

Новикова Полина Николаевна

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ МАГНИТОРАЗВЕДКИ И ГРАВИРАЗВЕДКИ ДЛЯ СЕТОЧНЫХ МОДЕЛЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 2 СЕН 2013

Пермь-2013

005532834

Диссертация выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Горный институт Уральского отделения Российской академии наук (ГИ УрО РАН)

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник лаборатории геопотенциальных полей ГИ УрО РАН Долгаль Александр Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

заведующая лабораторией промысловой геофизики Института геофизики УрО РАН Иголкина Галина Валентиновна (г. Екатеринбург)

доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры геофизики Национального исследовательского Томского политехнического университета Исаев Валерий Иванович (г. Томск)

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН), г. Москва

Защита диссертации состоится 10 октября 2013 года в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.189.01 при ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Автореферат разослан « оО » августа 2013 г.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, ученому секретарю Факс:+7(342) 237-16-11 E-mail: seophvsic(a>psu. ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.189.01, /^ '¿¡¡^-^

доктор технических наук, профессор ^— У В.А. Гершанок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Геофизические методы являются важнейшей составляющей сложного процесса геологоразведочных работ, их применение обеспечивает равномерное, глубинное и высокопроизводительное изучение недр Земли. При выполнении геолого-картировочных, поисковых и разведочных исследований широко применяются магниторазведка и гравиразведка. Несмотря на длительное применение персональных компьютеров в области прикладной геофизики, развитие инновационных технологий и автоматизированных систем обработки и интерпретации является актуальной проблемой, продиктованной современными потребностями геологической отрасли.

Основная задача геофизических методов состоит в извлечении полезной геологической информации из данных полевых наблюдений и формировании адекватных реальности физико-геологических моделей изучаемой среды. Для этой цели используются различные математические методы и компьютерные технологии, необходимые на всех этапах исследований: от визуализации и до выполнения окончательных интерпретационных построений. Исходными и результативными данными при этом являются цифровые модели геофизических полей и аномалиеобразующих объектов.

Широко используется дискретизация геологического пространства в виде конечного множества связных элементов, т.е. построение сеточных моделей среды, а также равномерные дискретные представления наблюденных значений физических полей. В диссертационной работе сеточное моделирование применяется в нескольких аспектах анализа геопотенциальных полей: формирование первичных цифровых моделей поля (ЦМП); решение обратных задач магниторазведки; построение физико-геологических моделей по результатам сеточного моделирования.

ЦМП является основой для всех дальнейших интерпретационных построений и должна достоверно и точно отражать результаты полевых наблюдений. Стандартные алгоритмы интерполяции данных в узлы регулярной сети, использующиеся для построения ЦМП, нередко вносят неконтролируемые вычислительные погрешности, отмечаемые даже на качественном уровне восприятия геофизической информации. Автором разработаны методы пространственной интерполяции потенциальных полей истокообразными функциями, использующими информацию о высотах поверхности наблюдения. Представленные алгоритмы позволяют успешно решать как собственно задачу построения достоверных сеточных ЦМП («гридов»), так и осуществлять подавление высокочастотных аномалий-помех, обусловленных приповерхностными неоднородностями.

Обычно при автоматизированном интерпретационном процессе есть возможность варьирования либо физическими параметрами (линейная обратная задача), либо геометрическими характеристиками объекта исследования (нелинейная обратная задача). Сеточное моделирование позволяет осуществить синтез линейной и нелинейной постановок обратной задачи магниторазведки и гравиразведки. Разработанный в рамках таких представлений монтажный метод решения смешанной обратной задачи магниторазведки открывает новую возможность в определении геометрических параметров возмущающих объектов при одновременном уточнении их намагниченности, что отвечает реальной ситуации

недоопределенности данных о магнитных свойствах геологических тел в естественном залегании.

Обоснованность получаемых геологических результатов во многом определяется как комплектованием полевых методов исследований, так и методов обработки и интерпретации полученных данных. При этом специфика геологического строения различных районов должна минимально влиять на эффективность предлагаемой технологии. В диссертационной работе в качестве объектов для опробования авторских разработок были выбраны подводные горы, образованные вследствие вулканической деятельности. Выполненные исследования направлены на получение новых сведений о глубинном строении вулканических аппаратов на основе данных гидромагнитных съемок и формирование трехмерных моделей подводных гор Тихоокеанского региона.

Цель исследований

Создание методов обработки и интерпретации результатов измерений магнитного и гравитационного полей в классе сеточных моделей, базирующихся на истокообразной аппроксимации и конечноэлементном подходе, для совершенствования технологии моделирования геологических объектов на примере интрузивных тел и подводных гор Тихого океана.

Основные задачи исследований

1. Разработка метода ЗБ-интерполяции для построения сеточных цифровых моделей гравитационного поля, основанного на истокообразной аппроксимации, с учетом высот рельефа поверхности наблюдения.

2. Создание модификации метода ЗО-интерполяции, позволяющего осуществлять подавление помех, связанных с наличием геоплотностных неоднородностей, расположенных в верхней части геологического разреза (ВЧР); пространственная локализация выявленных неоднородностей ВЧР.

3. Тестирование метода ЗО-интерполяции на модельных и практических примерах с оценкой качества получаемых ЦМП и определением фильтрационных возможностей при выделении неоднородностей ВЧР.

4. Синтез линейной и нелинейной обратной задачи при сеточном моделировании аномалиеобразующих объектов в предложенной смешанной постановке для методов гравиразведки и магниторазведки.

5. Разработка оригинальной технологии решения смешанной обратной задачи магниторазведки монтажным методом в классе сеточных моделей с определением вектора эффективной намагниченности при интервальном задании петромагнитных характеристик магнитовозмущающих объектов с контролем тополого-геометрических свойств результативных построений.

6. Экспериментальная оценка возможностей монтажного метода решения смешанной обратной задачи магниторазведки на модельных и практических примерах.

7. Изучение геолого-геофизических материалов, характеризующих особенности подводного вулканизма в западной части Тихого океана; обработка первичной информации по отдельным объектам исследования.

8. Анализ физико-геологических предпосылок изучения глубинного строения подводных вулканов геофизическими методами.

9. Разработка комплекса методов интерпретации по данным гидромагнитной съемки по нерегулярной сети измерений на основе конечноэлементного и

томографического подходов с использованием материалов эхолотного промера, непрерывного сейсмоакустического профилирования и анализа физико-химических свойств драгированных горных пород.

10. Построение физико-геологических моделей строения питающей системы подводных вулканов на основе предложенной интерпретационной технологии.

Научная новизна

1. Созданы эффективные алгоритмы ЗО-интерполяции, предназначенные для построения сеточных цифровых моделей гравитационного поля с использованием различных методов решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ).

2. Экспериментально установлена возможность локализации аномальных эффектов от геоплотностных неоднородностей промежуточного слоя, использующегося при редукции Буге, при применении метода ЗО-интерполяции для гравитационного поля без привлечения дополнительной априорной информации.

3. Впервые осуществлена смешанная постановка обратной задачи магниторазведки при сеточном моделировании, заключающаяся в совместном определении конфигурации и интервально заданных петромагнитных свойств магнитовозмущающих объектов.

4. Разработан и программно реализован монтажный алгоритм решения смешанной обратной задачи магниторазведки в сеточном классе моделей с определением вектора эффективной намагниченности аномалиеобразующих объектов.

5. Усовершенствована компьютерная технология комплексной интерпретации данных гидромагнитной съемки в сочетании с данными эхолотного промера, непрерывного сейсмоакустического профилирования, анализа физических свойств драгированных горных пород, предназначенная для изучения глубинных систем подводных вулканических построек с выявлением структур подводящих каналов и периферийных магматических очагов.

6. Построены физико-геологические модели внутреннего строения подводных вулканов, позволившие получить оценочные сведения о магнитных свойствах горных пород в естественном залегании, слагающих жерловую фацию.

Практическая значимость исследований

1. Программно-алгоритмическое обеспечение, реализующее метод ЗО-интерполяции, предназначенное для построения цифровых моделей гравитационного поля и отвечающих им карт изоаномал силы тяжести в редукции Буге. Перечисленные выше результативные материалы характеризуются повышенной точностью и информативностью, которая обеспечивается за счет учета физически обоснованных закономерностей изменения поля ^ = ¿^(х, у, г) в трехмерном пространстве и фильтрации высокочастотных помех геологического происхождения, связанных с плотностной неоднородностью верхней части разреза.

2. Монтажный метод определения формы, размеров и глубин залегания возмущающих объектов при интервально заданных составляющих вектора намагниченности позволяет решать широкий круг задач количественной интерпретации магнитных аномалий.

3. Компьютерная технология интерпретации данных морских геофизических исследований позволяет успешно проводить изучение глубинного строения застывшей питающей системы и выдвигать гипотезы об эволюции подводных вулканов.

4. Получена новая геологическая информация о подводном вулканизме

западной части Тихого океана.

5. Разработанные компьютерные технологии геопотенциальных полей успешно применяются при обработке и интерпретации практических геофизических данных при прогнозировании и поиске залежей углеводородного сырья и месторождений твердых полезных ископаемых в пределах Пермского края и в других регионах России.

Защищаемые положения

1. Метод ЗО-интерполяции данных полевых измерений в узлы регулярной сети, основанный на истокообразной аппроксимации, повышает качество построения цифровых моделей гравитационного поля и карт аномалий силы тяжести за счет учета аномального вертикального градиента и подавления помех негармонического характера.

2. Монтажный метод решения обратной задачи магниторазведки, базирующийся на конечноэлементном подходе к описанию геологической среды, предназначен для определения конфигурации и уточнения вектора эффективной намагниченности возмущающих объектов, адекватный реальным физико-геологическим условиям исследований.

3. Физико-геологические модели глубинного строения подводных вулканических аппаратов, сформированные в результате комплексной интерпретации геофизических данных, выполненной с использованием томографических построений и монтажного метода решения обратной задачи магниторазведки.

Личный вклад автора

Автор принимал активное участие в создании представленных в работе алгоритмов, постановке основных задач; разработке методов, вычислительных схем и реализации этих алгоритмов в среде визуального объектно-ориентированного программирования Delphi 7.0; тестировании разработанного программного обеспечения на модельных и практических примерах; анализе результатов вычислительных экспериментов; оцифровке и обработке первичных геофизических материалов по ряду подводных вулканов; в разработке интерпретационной технологии для исследования подводных вулканов; геологической интерпретации данных гидромагнитной съемки; участие в написании отчетов по результатам производственных работ и грантов, связанных с темой диссертационной работы.

Фактический материал

Фактической основой исследований послужили материалы Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, г. Петропавловск-Камчатский; результаты гравиметрических съемок, проводимых ГИ УрО РАН, полученные в процессе работы по договорной тематике с рядом нефте - и горнодобывающих предприятий России; материалы геолфонда (аэромагнитные исследования для Пермского края). Работа'выполнена при поддержке Уральского отделения РАН (по результатам конкурса научных проектов молодых ученых и аспирантов 2009 и 2010 гг.) и РФФИ (фант РФФИ 12-05-00414-а (исполнитель), грант РФФИ 12-05-00156-а (исполнитель), фант РФФИ 11-05-96013 (исполнитель), фант 12-05-31138-мол_а (руководитель)).

Апробация и публикации

Основные положения и результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались на Уральской молодежной научной школе по геофизике (Екатеринбург, 2008, 2010; Пермь, 2009, 2011); на региональной научно-практической конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (Пермь, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012); на Международном семинаре «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» им. Д.Г. Успенского (Казань, 2009; Пермь, 2011, Воронеж, 2012); на научных чтениях памяти Ю.П. Булашевича (Екатеринбург, 2009, 2011); на международной научно-практический конкурс-конференции молодых специалистов «ГЕОФИЗИКА» (Санкт-Петербург, 2011); на Международной конференции «Геоинформатика: теоретические и прикладные аспекты» (Киев, 2012); на конференции "Современные геофизические и информационные системы" (Москва, 2008); на Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2008); на конференции Океанологические исследования: V конф. молодых ученых (Владивосток, 2011); на научных сессиях Горного института УрО РАН (Пермь, 2008, 2009, 2011, 2012, 2013); на II Школе -семинаре "Гординские чтения" (Москва, 2012); на 83-ей сессии Научно-методического совета по геолого-геофизическим технологиям поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (НМС ГГТ) Минприроды России по тематике «Проблемы и перспективы технико-технологического перевооружения геологической отрасли. Постановка задачи. Механизмы реализации» (Санкт-Петербург, 2013).

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы более чем в 40 печатных работах, 27 из которых являются основными, из них 5 статей - в журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем публикации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, общим объемом 152 страницы, содержит список использованных источников, а также 43 иллюстрации и 5 таблиц.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории геопотенциальных полей Федерального государственного бюджетного учреждения науки Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, г. Пермь.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.ф.-м.н. A.C. Долгалю за всевозможную поддержку и ценные советы. Автор признателен заведующему лабораторией геопотенциальных полей ГИ УрО РАН д.г,-м.н. С.Г.Бычкову; сотрудникам лаборатории геопотенциальных полей - к.т.н. И.В. Генику, к.ф.-м.н. A.B. Пугину, к.т.н. A.A. Симанову, к.т.н. A.B. Мичурину. Особую благодарность хочется выразить сотруднику Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН к.т.н. В.А. Рашидову за предоставленные материалы, многочисленные консультации и важные замечания. Автор выражает благодарность к.г.-м.н. JI.A. Гершанок, к.г.-м.н. И.Ю. Митюниной, В.А. Смирнову за ценные замечания и всестороннюю помощь.

Автор благодарит своих соавторов совместных статей д.ф.-м.н. Ю.И.Блоха, к.т.н. A.A. Трусова, к.г.-м.н. В.И. Бондаренко, к.г.-м.н. А.Н. Иваненко, д.т.н. М.С. Чадаева, д.т.н. В.А. Гершанока.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен метод ЗБ-интерполяции в двух модификациях для построения сеточных цифровых моделей гравитационного поля на основе истокообразного подхода с возможностью подавления помех негармонического характера, обусловленных аномальным эффектом от приповерхностных неоднородностей; приведен краткий обзор методов пространственной интерполяции; предложены три метода решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) для формирования аппроксимационной конструкции. Результативность предложенных алгоритмов показана на ряде модельных и практических примерах.

Во второй главе предложен смешанный подход к решению обратных задач магниторазведки и гравиразведки; представлена новая модификация алгоритма решения смешанной обратной задачи магниторазведки (ОЗМ) монтажным методом с определением векторной намагниченности; представлен обзор методов решения обратной задачи магниторазведки; приведена общая характеристика метода подбора; рассмотрены тополого-геометрические свойства моделируемых объектов в совокупности с формализацией априорной информации для сеточных моделей источников поля. Эффективность алгоритма подтверждается вычислительными экспериментами и решением практических задач (изучение глубинных интрузивных тел).

В третьей главе приведена геолого-геофизическая характеристика подводных вулканов и региональных структур Тихого океана, в пределах которых автором был изучен ряд вулканических объектов (Курильская островная дуга, Магеллановы горы, горы Маркус-Неккер); описаны основные типы вулканизма и структурные элементы внутреннего строения подводных вулканических построек; изучены петрофизические характеристики горных пород, слагающих подводные горы; представлены геофизические предпосылки выделения структур жерловой фации.

В четвертой главе предложен уникальный комплекс интерпретации для изучения глубинного строения локальных подводных вулканических построек по данным гидромагнитной съемки по нерегулярной сети измерений на основе конечноэлементного и томографического подходов. Представлены физико-геологические модели строения вулканических аппаратов, полученные по результатам применения данного комплекса на ряде подводных вулканов.

ПЕРВОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Метод ЗО-интерполяции данных полевых измерений в узлы регулярной сети, основанный на истокообразной аппроксимации, повышает качество построения цифровых моделей гравитационного поля и карт аномалий силы тяжести за счет учета аномального вертикального градиента и подавления помех негармонического характера [7, 8, 10, И, 17, 19, 22, 27].

ЦМП на современном этапе является основой для построения карты изоаномал гравитационного поля в редукции Буге и всех дальнейших процедур обработки и интерпретации. Формирование ЦМП связано с процедурой пространственной интерполяции, заключающейся в восстановлении неизвестных значений в точках заданной регулярной сети по известным исходным данным с высокой точностью. Вопросами разработки методов двухмерной интерполяции занимался ряд отечественных ученых: В.И. Аронов, В.И. Старостенко, М.А. Алексидзе, В.Ф.

Пашко, Д. Зидаров, Г.Я. Голиздра, Н.И. Идельсон, Л.Н. Сретенский, Е.Г. Булах, А.К. Маловичко, В.М. Новоселицкий, A.B. Цирульский, В.В. Демьянов, Е.А. Савельева, В.М. Гордин; В.Г.Соловьев, Н.В.Барышев, Н.К.Разумовский, И.П.Шарапов, Д.А.Зенков и др.; а также зарубежные исследователи - Девис Дж.С., Дженкинс Дж.М., Матерой Ж., Армстронг М., Криге Даниэл Ж.; Де Бор К.; Хайкин С., Бушман М.Д., Ватсон Д.Ф. и др.

Традиционные 2В-методы интерполяции предполагают, что значения гравитационного поля заданы на горизонтальной плоскости z = const. При работе с нерегулярными сетями измерений такие интерполяторы в большинстве случаев позволяют получать удовлетворительные ЦМП, однако на качественном уровне происходит искажение данных или же заглаживание аномалий, в том числе из-за недоучета характера рельефа, особенно в районах с существенным перепадом высот или при детальных гравиметрических исследованиях. Это связано с тем, что, во-первых, после применения стандартной процедуры редуцирования гравиметрических данных сохраняется влияние криволинейности поверхности измерений z = z(x,y), которая в дальнейшем проявляется как "эффект разновысотности" и оказывает существенное влияние на морфологию аномалий силы тяжести Agr>. Во-вторых, при вычислении аномалий Буге происходит недоучет аномального вертикального градиента, обусловленного влиянием неоднородностей ВЧР, что связано с предположением о постоянной плотности промежуточного слоя.

В диссертации предлагается метод ЗО-шггергголяции, основанный на аппроксимации геопотенциальных полей системой истокообразных функций, с использованием трех пространственных координат x,y,z:

п

Ag*(x,y,z) = I afii (x-x,,y-y,,z-z,+z,), i-1

глрГ_ 1 Z-Z,+Z 1

где Cr, = —j---------------------------cyy ,

2ж 1(ДГ - xt)2 +(у- у, )2 + (г - 2, +Z|)2 j

üj - некоторые коэффициенты, удовлетворяющие условию минимального расхождения исходной Ag(x, ,у„ zj и интерполирующей Ag (х, у, z) функций; zj>0 -параметр вычислительной схемы; ¡=1, 2, ..., п — номера пунктов измерений.

Алгоритм метода 3D-интерполяции построен таким образом, что виртуально под каждый пункт наблюдения помещают сферический источник поля на глубину zy от поверхности рельефа в данной точке. Таким образом, поле силы тяжести Agfa ,у„ Zj) представляется суммарным полем элементарных масс. Глубины расположения источников Zi выбираются в зависимости от среднего расстояния между точками нерегулярной сети. Расчет массы от каждого источника производится при решении СЛАУ вида Ag = aG, где Ag - вектор исходных значений поля, заданных на поверхности z, = z(xny,); G - матрица, элементы которой представляют собой аномальные эффекты сфер с единичной массой; а - вектор искомых значений. Для решения СЛАУ в представленном алгоритме были выбраны два итерационных метода: метод Зейделя и метод градиентного спуска в двух модификациях. Качество решения оценивается по максимальному расхождению полей (критерий Чебышева) и среднеквадратическому отклонению (евклидова метрика). После достижения необходимой невязки наблюденного и модельного полей, гравитационное поле от

(1)

(2)

полученной трехмерной аппрокснмационной конструкции восстанавливается с учетом высот пунктов наблюдения в заданную регулярную сеть (в формате GRID-файла по стандарту программы Surfer).

В диссертации представлены две модификации метода 3 D-интерполяции. Первый алгоритм предполагает расположение фиктивных масс на поверхности, конкордантной поверхности рельефа наблюдения и отстоящей от нее на некоторую постоянную величину zt. В такой постановке достигается высокая точность (превышающая точность стандартных 20-методов в 2-3 раза) интерполяции значений поля силы тяжести в редукции Буге с сохранением всех качественных морфологических особенностей аномалий. Вторая модификация использует расположение аппроксимирующих источников на поверхности предполагаемой подошвы промежуточного слоя при z, = const. Такая постановка позволяет осуществить фильтрацию и локализацию в пространстве высокочастотных компонент поля, обусловленных геоплотностными неоднородностями, содержащимися в ВЧР. Полученная таким образом ЦМП, с одной стороны, предоставляет возможность оценки физических свойств ВЧР без привлечения дополнительной априорной информации, с другой стороны, уменьшает влияние геологических помех, что позволяет в дальнейшем провести более достоверную интерпретацию аномального поля от глубинных источников поля.

При помощи представленного метода была построена сеточная цифровая модель гравитационного поля AgB одного из нефтеперспективных участков Среднего Урала по гравиметрической съемке масштаба 1:50 ООО с максимальным перепадом высот рельефа 427 м (рис. 1, А). Для построения ЦМП были использованы значения Age с плотностью промежуточного слоя 2.67 г/см3, а также высоты гравиметрических пунктов и массив высотных отметок участка выполненной съемки. Для 3D-интерполяции использовалась аппроксимационная конструкция с конкордантным рельефу земной поверхности расположением точечных источников (рис. 1, В). Среднеквадратическая погрешность в узлах нерегулярной сети составила е = ±0.07 мГал. Аналогичная задача решалась с помощью стандартного алгоритма кригинга, погрешность которого оказалась в 2 раза выше: 8 = ±0.16 мГал (рис. 1, Б), а гравиметрическая карта, построенная при помощи кригинга, показала себя более сглаженной. Для выявления локальных плотностных неоднородностей в промежуточном слое была построена карта разности цифровой модели гравитационного поля Ags и результата ее аппроксимации эквивалентными источниками, находящимися на глубине z,=100 м. В результате выделены ряд высокочастотных аномалий от приповерхностных источников с амплитудой до 1 мГал и ряд слабоинтенсивных аномалий, также предположительно связанных с влиянием неоднородностей промежуточного слоя.

Метод ЗО-интерполяции с использованием истокообразных функций отвечает современным требованиям точности и может эффективно применяться при построении сеточных цифровых моделей гравитационного поля, на которых базируется вся дальнейшая обработка и интерпретация. В отличие от многих интерполяционных методов, основанных на эвристических принципах и статистических преобразованиях, данный подход учитывает гармонический характер гравитационного поля. Рассматриваемый алгоритм позволяет восстанавливать поле не только на поверхности наблюдений (рельефе), но и в любых произвольно выбранных точках пространства, в т.ч. на горизонтальной плоскости, а также

Рис. 1. Результаты ЗБ-интерполяции гравиметрических данных (Средний Урал): А - карта изогипс рельефа местности, м; карты изоаномал гравитационного поля, построенные: Б - методом кригинга, В - методом ЗО-интерполяции; Г — карта локальных аномалий, отражающая влияние приповерхностных неоднородностей

строить различные трансформанты гравитационного поля.В условиях горной 30-восстановление поля обладает несомненными преимуществами перед традиционными 2Е)-методами в плане точности. В восстановленном поле существенно ослабевает влияние приповерхностных неоднородностей при расположении эквивалентных источников на глубине, отвечающей границе промежуточного слоя. При этом не требуется дополнительной априорной информации о ВЧР и "аномальный приповерхностный эффект" можно легко выявить и проанализировать. Представленные алгоритмы обладают высоким быстродействием и достаточно эффективны при решении практических задач. Включение их в граф обработки данных полевых гравиметрических наблюдений способно повысить точность построения гравиметрических карт и достоверность всех последующих интерпретационных построений.

ВТОРОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Монтажный метод решения обратной задачи магниторазведки, базирующийся на конечноэлементном подходе к описанию геологической среды, предназначен для определения конфигурации и уточнения вектора эффективной намагниченности возмущающих объектов, адекватный реальным физико-геологическим условиям исследований [3, 6, 9, 20, 24, 25].

Интерпретация магнитных данных является сложным многоступенчатым процессом, в котором решение обратной задачи является центральной проблемой. Развитие концепций решения обратных задач магниторазведки (ОЗМ) неразрывно связано с созданием методов интерпретации потенциальных полей, в частности, гравитационного поля. Проблемами теории и разработкой методов решения обратной задачи гравиметрии и магнитометрии занимались М.А. Алексидзе, П.И. Балк, Е.Г. Булах, Г.А. Гамбурцев, В.А. Першанок, Л.А. Гершанок, В.И. Гольдшмидт, В.М. Гордин, A.C. Долгаль, А.И. Кобрунов, В.И. Костицын, В.А. Кочнев, А.К. Маловичко, П.С. Мартышко, Б.Д. Миков, В.М. Новоселицкий, Б.В. Нумеров, С.М. Оганесян, Ф.А. Слудский, К.П. Соколов, O.A. Соловьев, В.И. Старостенко, В.Н. Страхов, Г.П. Тафеев, К.Ф. Тяпкин, A.B. Цирульский, C.B. Шалаев, A.A. Юньков и др.

В диссертации предлагается монтажный алгоритм решения обратной задачи магниторазведки (ОЗМ), являющийся разновидностью метода конечных элементов, не связанный с нелинейной оптимизацией. Метод рассчитан , на интерпретацию магнитного поля АТа для группы изолированных тел с интенсивностью магнитных аномалий не более 5000 нТл.

Монтажный подход использует сеточное представление геологического пространства для поиска связного множества ячеек среды, аппроксимирующих геометрию искомой модели аномалиеобразующего объекта. В качестве ячеек используются правильные фигуры (например, кубы), от которых в итерационном процессе решается прямая задача магниторазведки. На каждой последующей итерации к ранее построенной конфигурации добавляется ячейка, аномальный магнитный эффект которой, суммированный с магнитным полем предыдущей конфигурации, будет обеспечивать минимальную невязку наблюденного и модельного полей.

В теории решения обратных задач выделяют линейную и нелинейную постановки ОЗМ. В представленной работе предлагается осуществить синтез этих подходов в рамках монтажного алгоритма. В действительности, магнитное поле, измеренное в каждой точке наблюдения, содержит информацию как о намагниченности объекта, так и о пространственных характеристиках объекта исследования. На практике часто приходится сталкиваться с недооопределенностью петрофизических свойств изучаемых геологических тел. Даже в пределах одного магнитовозмущающего объекта может наблюдаться неоднородное намагничение горных пород. Поэтому важно, чтобы в самой постановке ОЗМ такая недоопределенность тоже была заложена, например, посредством интервала допустимых средних значений эффективной намагниченности.

Смешанная постановка задачи заключается в совместном определении формы объектов и их эффективных намагниченностей JЗф : в едином итерационном

процессе происходит определение формы источника поля и уточнение (при

закрепленных геометрических характеристиках). Стоит отметить специфичность интерпретации магнитных данных, которая выражается в векторном характере намагниченности горных пород, слагающих геологические тела. Информация о векторе намагниченности может значительно скорректировать представление о форме, размерах и пространственном положении объектов. В 20-варианте данную концепцию можно осуществить при разложении подбираемого вектора У,,^, на

горизонтальную и вертикальную составляющие Л и задавая два допустимых диапазона значений соответственно: У™" < ^ , У™" < 2 . В 213-

постановке обратная задача магниторазведки для одиночного изолированного тела С1Т с известной вертикальной намагниченностью >0, > 0 состоит в том, чтобы, отправляясь от заданной начальной связной конфигурации объекта выстроить конечную последовательность О0,п',О2..., имеющую пределом некоторую конфигурацию П*, поле которой при подобранной намагниченности ~ ^ф, согласуется с измерениями магнитного поля А Г,, / = 1,2,..., и . В алгоритм введен блок расчета линейного регионального, фона, аппроксимируемого соответственно функцией вида /(х,у) = Ах+Ь. Также учитывается нормальное магнитное поле Земли Т0, влияющее на угол индуцированного намагничения, т.е. происходит «проецирование» аномального поля на вектор нормального.

В качестве исходных данных, помимо дискретных значений магнитного поля, для представленного алгоритма может использоваться формализованная априорная информация о размерах объекта, его форме, глубине залегания и магнитных характеристиках. Тополого-геометрические свойства и разделение объектов в пространстве будут контролироваться параметрами гладкости и односвязности.

Минимальные начальные условия в задаче моделирования физико-

геометрических параметров для нескольких тел С17к содержат координаты

начальных элементов замощения оДг^0'-.^,,0 - заведомо принадлежащих этим телам («центров кристаллизации»), ограничения на вертикальную и горизонтальную мощность объектов, глубины их залегания и т.п., а также минимально и максимально допустимое значение намагниченностей ^ и для каждого их них. Подбор моделируемых конфигураций осуществляется так, что каждый следующий элемент замощения присоединяется только к одному телу, отвечающему условию наименьшей невязки модельного и наблюденного полей по сравнению с другими пробными конфигурациями. Интервальные намагниченности входят в задачу предварительно нормированными на Ут|п для первого тела. При данном условии выход эффективной намагниченности первого тела в достаточно малую окрестность вблизи истинного значения неизбежно влечет попадание оставшихся тел в заданные интервалы значений.

При определении вектора намагниченности может возникнуть сложность, если угол падения аномалиеобразующего объекта существенно отличается от вертикального. Представленный алгоритм успешно решает такую группу задач. Показаны результаты решения ОЗМ для наклонного пласта, угол падения которого отличается от направления вектора эффективной намагниченности Было

рассчитано аномальное магнитное поле А Т по профилю длиной 40 км для наклонных пластов с наклонной (76°) намагниченностью ^=1 А/м и = 4 А/м и вертикальной намагниченностью = 3 А/м в условиях нормального поля Т0, характеризующегося наклонением 60° и склонением 10°. Для поиска значений намагниченности в обоих случаях были выбраны довольно широкие интервалы: 0 < Л < 2; 2 < < б, в А/м. Используя параметры гладкости и односвязности было задано приоритетное вертикальное распространение объекта. По результатам моделирования (рис. 2) можно проследить тенденцию результативных моделей к наклонному залеганию. Контуры модельного и подобранного объекта существенно совпадают между собой. Углы наклона вектора намагниченности отличаются от истинной в первом случае (а) на 4,5°, во втором (б) - на 7,5°. Минимальная невязка полей после решения ОЗМ составила 4 нТл, что составляет менее 1% от максимальной амплитуды магнитного поля А Т.

Рис. 2. Решение обратной задачи магниторазведки в классе наклонных пластов монтажным методом: при наклонной (а) и вертикальной (б) намагниченности /эф: 1 -исходный объект; 2 - подобранная конфигурация

Рассмотрим интерпретацию данных высокоточной аэромагнитной съемки масштаба 1:50 ООО северной части Пермского края. Структурно-тектоническое положение территории позволяет рассматривать ее как район, в котором могли проявиться процессы тектоно-магматической деятельности. По данным геолого-геофизических исследований мощность осадочного чехла составляет порядка 2-3 км, а рельеф поверхности архей-протерозойского фундамента по сейсмическим данным на исследуемой территории изменяется от 1.6 км до 2.6 км с преимущественно восточным трендом погружения. Для интерпретации были выбраны пять изометричных положительных аномалий AT, проявляющиеся на общем отрицательном фоне. Для каждой аномалии решалась ОЗМ монтажным методом по ряду секущих профилей. Аномальные кривые часто отражали наличие в разрезе как основных, так и дополнительных магнитовозмущающих объектов, что было принято в расчет при решении ОЗМ. Данные профильного моделирования были скомбинированы в интерполяционную 3D-модель в среде Target by Geosoft for ARCGIS (рис. 3). По результатам моделирования установлено, что верхняя кромка исследуемых объектов находится ниже осадочной толщи пород, за исключением источников аномалии №5. Данные объекты можно ассоциировать с блоками фундамента, отличающимися по физическим свойствам от примыкающих. Они

представляют собой крупные субвертикальные магнитовозмущающие тела с горизонтальной мощностью порядка 5-7 км. Численные результаты решений ОЗМ сведены в таблицу.

Исходя из различия величины и направления вектора намагниченности можно предположить, что данные тела являются интрузиями базит-гипербазитового состава с вкрапленностью ферромагнитных минералов, образованные в разные геологические эпохи.

Рис. 3. Объемное распределение магнитовозмущающих блоков и предполагаемой поверхности фундамента

Таблица

Характеристика геометрических свойств и эффективной намагниченности объектов

№ аномалии Кол-во объектов Зср, А/м Усредненный угол намагничения,0 Верхняя кромка (ЬО, км Нижняя кромка (Ъг), км

1 1 1.40 60 2.5 15

2 1 1.30 70 2.5 15.5

3 2 1.00 72 2 10

1.00 78 2 9.5

4 1 1.00 84 2 14

5 2 2.10 71 2.5 12.5

2.80 67 2 13.5

Монтажный метод решения смешанной обратной задачи магниторазведки является эффективным автоматизированным инструментом количественной интерпретации, способным формировать адекватные физико-геологические модели исследуемых объектов с определением петромагнитных свойств в естественном залегании. Представленный алгоритм позволяет решать ОЗМ как в нелинейной, так и в смешанной постановках, не прибегая к громоздким и трудоемким вычислениям, связанным с решением СЛАУ. Все операции ограничиваются простейшими

алгебраическими процедурами, в т.ч. - процедурой одномерной оптимизации. Метод обладает широкими возможностями в формализации априорной информации и контролем над тополого-геометрическими свойствами результативных построений. Смешанная постановка задачи является мощным инструментом определения величины и направления вектора эффективной намагниченности в условиях недостатка информации о физических свойствах объекта.

ТРЕТЬЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Физико-геологические модели глубинного строения подводных вулканических аппаратов, сформированные в результате комплексной интерпретации геофизических данных, выполненной с использованием томографических построений и монтажного метода решения обратной задачи магниторазведки [ 1, 2, 4, 5, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 21, 23, 26].

Геофизические методы применяются на территориях с разнообразным геологическим строением, особенности которых требуют к себе специфического подхода как в комплексировании методов, методике полевых работ так и в технологии интерпретации полученных материалов. Одними из активно изучаемых уникальных геологических объектов, расположенных в подводных условиях, являются подводные вулканы.

Задача исследования подводного вулканизма вызывает интерес в связи с освоением природных ресурсов Мирового океана. На данном этапе разными странами (Россия, Япония, США) производится детальное изучение подводных гор, на склонах которых обнаружены железомарганцевые образования промышленных объемов. С другой стороны, подводные горы отражают современные и древние геологические процессы, связанные с высокой сейсмичностью и вулканической активностью. Данный аспект представляет несомненную теоретическую значимость в осмыслении геотектонической ситуации районов исследования. Изучение глубинного строения современных подводных вулканических аппаратов дает новую геологическую информацию, которую можно использовать при изучении древнего вулканизма, при поисках и разведке рудных месторождений (в т.ч. олова, ртути, урана, колчеданно-полиметаллических, золото-серебряных), а также месторождений алмазов и многих других. В основном, аномальное скопление таких элементов сосредоточено в породах подводящих каналов жерловой и прижерловой фации. Изучение глубинного строения древних вулканических аппаратов позволяет делать выводы об их эволюционном развитии. Накопление фактического материала по морфологии подводных вулканов позволяет определить необходимые критерии оценки перспективности тех или иных геологических образований на рудоносность.

Большинство подводных гор являются вулканами, сложенными, в основном, вулканогенными породами и представляющими собой конусообразные или плосковершинные (так называемые, гайоты) постройки. Подводные горы могут быть как изолированными, так и объединенными в различные цепи и группы. Пространственное распределение вулканов закономерно и определяется в первую очередь конвергентными (зоны субдукции) и дивергентными (зоны спрединга) границами литосферных плит. Подводная вулканическая деятельность приурочена к рифтовым зонам срединно-океанических хребтов (так называемым «горячим точкам»), к островным дугам, активным окраинам континентов и окраинным морям. Отдельно можно выделить внутриплитовый вулканизм.

Эффективным геофизическим методом исследования строения океанического дна Мирового океана является метод морской магниторазведки. Геомагнитные исследования одиночных подводных вулканов, вулканических массивов и зон для изучения их внутреннего строения и истории формирования в рамках геологического направления выделены в самостоятельную проблему. В последние 50 лет магнитные исследования подводных вулканов (гор) получили широкое распространение, о чем свидетельствуют многочисленные публикации в отечественной и зарубежной литературе. Магнитными исследованиями подводных вулканов (гор) занимались Беляев И.И., Брусиловский Ю.В., Вакье В., Городницкий А.М., Горшков А.П., Деменицкая P.M.; Рашидов В.А., Блох Ю.И., Трусов A.A., Бондаренко В.И., Ben-Avraham Z., Franchetetau J., Hildebrand J.A., Parker R.L.,Ueda Y., Richards M.L. и др.

Несмотря на сильное различие петрофизических характеристик горных пород, слагающих подводные вулканы, как действующих, так и потухших, существует ряд признаков, позволяющих выделять данные геологические объекты по потенциальным полям. К подводным вулканам приурочены локальные положительные аномалии магнитного поля ЛТ и часто сопряженные с ними отрицательные аномалии интенсивностью до 1000 нТл й более, характеризующиеся повышенными градиентами поля. Эти аномалии вызываются породами, слагающими вулканический конус, в особенности - различными жерловыми телами.

Аномальное магнитное поле подводных гор, как следует из вышесказанного, является аддитивным, с преобладающим влиянием формы постройки. Таким образом, для изучения глубинного строения вулканов необходимы специальные процедуры интерпретации, учитывающие специфику задачи и особенности нерегулярной сети наблюдения.

В данной работе предлагается ряд методов количественной интерпретации материалов гидромагнитной съемки (ГМС) в комплексе с эхолотным промером, непрерывным сейсмоакустическим профилированием (НСП) и анализом естественной остаточной намагниченности и химического состава драгированных горных пород, разработанных автором совместно с A.C. Долгалем при непосредственном участии и всесторонней поддержке В.А.Рашидова. Данный комплекс является частью интерпретационной технологии исследования подводных вулканов.

В комплекс интерпретации данных аномального магнитного поля ДТа, направленного на глубинное изучение строения подводных вулканов, входит томографический анализ, решение ОЗМ монтажным методом и построение 3D-интерполяционных моделей. Томографическая интерпретация, основанная на истокообразной аппроксимации и трансформации магнитного поля, позволяет построить приближенное трехмерное послойное распределение петромагнитных параметров вулканической постройки и дать начальную информацию для следующих методов. Монтажный метод решения ОЗМ позволил проводить 2D-моделирование подводного вулкана по отдельным профилям (галсам) с определением количественных конфигурационных характеристик и величины эффективной намагниченности. По результатам решения ОЗМ монтажным методом из полученных моделей по каждому профилю путем интерполяции составлялась единая 3D-модель, позволяющая оценить форму и уточнить пространственное положение магнитовозмущающего объекта.

В диссертационной работе рассмотрены современные подводные вулканы Курильской островной дуги и гайоты Магеллановых гор и гор Маркус-Неккер, относящихся к Западно-Тихоокеанской провинции подводных гор.

Предложенный комплекс применен для гайота Сет, входящего в состав подводных гор Маркус-Неккер. Гайот поднимается с глубин 5750-5700 м, имеет поперечные размеры 53x55 км и слегка вытянут в направлении с юга-юго-востока на север-северо-запад. При драгировании вершины гайота были подняты органогенные известняки, покрытые железомарганцевой коркой. Аномальное магнитное поле ДТа, измеренное над гайотом, характеризуется наличием отрицательных значений над вершиной постройки и положительных значений - над склонами. Размах аномалии, приуроченный к гайоту, составляет 960 нТл.

Решение обратной задачи магниторазведки проводилось в два этапа. На первой стадии была построена трехмерная томографическая модель распределения эффективной намагниченности вулканической постройки (рис. 4, А). Анализ полученной томографической модели показывает наличие двух намагниченных объектов, возможно имеющих общий корень. Сопутствующая отрицательная область Jэф проявляется не столь обширно и указывают на наклонный характер падения объектов или отличие угла намагниченности от вертикального. В первом приближении, центральная часть аномалиеобразующего объекта № 1 находится на глубине 2 км, объект № 2 является более глубинным, за центр кристаллизации можно принять глубину 5 км. Оси направления падения объектов являются субвертикальными.

ПЗ-' Гй~1 -2

Рис. 4. Томографическая интерпретация и ЗО-модель глубинного строения гайота Сет (горы Маркус-Неккер, Западная Тихоокеанская провинция подводных гор): 1 - оси подводящих каналов; 2 - единичный элемент

Аномальное магнитное поле ЛТ„, нТл 500 400 300 200 100 0 -100-200-300 ^00-500

ттт \ i г

д(АТ.)

нТл/км

100

Х,км

Следующим этапом было решение ОЗМ монтажным методом для профильных гидромагнитных измерений. В качестве исходных данных послужил модуль полного вектора магнитной индукции А Та. Для интерпретации выбраны четыре наиболее

протяженных галса, проходящих через вершину вулканической постройки. Решение ОЗМ проводилось одновременно для нескольких тел. В результате было выделено три субвертикальных магнитовозмущающих объекта, прослеживающихся до глубины порядка 20 км. Средняя намагниченность объекта №2, находящегося непосредственно под вершиной вулканической постройки, =3 А/м со средним углом намагничения а = 87°; объект№1 обладает./^ = 3.6 А/м и а = 83°; объект №3 -J,ф = 5 А/м и а = 87°. Объект №1 заключен в глубинном интервале 4,5-20 км и обладает наибольшими поперечными размерами, превышающими 10 км; объект №2 выходит к поверхности вершины вулканической постройки и распространен до глубины порядка 15-18 км; объект №3 характеризуется наиболее мощной верхней частью и расположен в глубинном интервале 4,5-20 км.

На основании моделирования монтажным методом была сформирована интерполяционная трехмерная модель (рис. 4, Б). В результате такого построения три объекта объединены общей верхней толщей пород. Магнитовозмущающее тело обладает сложной морфологией с внушительными как горизонтальными, так и вертикальными размерами. Возможно сделать предположение о многожерловом строении гайота Сет.

Построенные физико-геологические модели глубинного строения вулканических аппаратов позволили наиболее полно изучить представленные подводные горы, получить новую геологическую информацию (как качественную, так и количественную) об их строении, морфологии и петромагнитных свойствах пород жерловой фации в естественном залегании. Проведенная интерпретация доказывает предположения о различном строении древних и современных вулканических аппаратов. Данные исследования показывают эффективность усовершенствованной автором компьютерной технологии в комплексе с другими геолого-геофизическими методами. При интерпретации достаточного количества объектов возможно накопление фактического материала именно по глубинному строению вулканов, информация по которому непосредственно связана с анализом этапов развития и генезиса как отдельно взятых построек, так и всего региона распространения подобных вулканических образований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлены новые сеточные методы и алгоритмы обработки и интерпретации данных измерений магнитного и гравитационного полей, базирующиеся на истокообразном и конечноэлементном подходах, позволяющие получать информативные и содержательные физико-геологические модели изучаемого объема среды. Разработанные технологии могут быть успешно применены при решении геолого-картировочных, рудно-поисковых и инженерно-геологических задач.

Разработан алгоритм метода ЗО-интерполяции в двух модификациях, базирующийся на истокообразной аппроксимации. Первая модификация формирует высокоточные цифровые сеточные модели гравитационного поля для последующей визуализации, обработки и интерпретации аномалий силы тяжести в редукции Буге. Вторая модификация метода ЗО-иитерполяции успешно решает задачу подавления негармонических помех поля, связанных с петроплотностными неоднородностями, расположенными в верхней части геологического разреза, при их пространственной локализации. Существенный объем экспериментальных исследований на модельных

и практических примерах позволяет сделать вывод об эффективности предложенных алгоритмов для решения поставленных задач. Метод ЗО-иптерполяции имеет практическую ценность, позволяя исключать невосполнимую потерю информации при первичной обработке гравиметрических данных и определении аномального эффекта от неоднородностей ВЧР без привлечения дополнительной априорной информации.

Впервые для магнитного поля выполнен синтез линейной и нелинейной постановок обратной задачи в предложенной смешанной постановке задачи при совместном определении геометрических и физических свойств магнитовозмущающих объектов, позволяющей проводить интерпретацию в условиях недостаточных сведений о петрофизических свойствах изучаемых объектов с оценкой эффективной намагниченности.

Разработан алгоритм решения смешанной обратной задачи магниторазведки монтажным методом, основанный на конечноэлементном подходе. Установлена его высокая результативность при сеточном моделировании геологических объектов разной степени сложности (наклонно залегающие объекты, наклонный вектор намагниченности), приведен ряд синтетических и практических примеров. Показана высокая информативность метода при изучении глубинных интрузий в пределах кристаллического фундамента с оценкой предполагаемого возраста горных пород по направлению эффективной намагниченности.

Изучены геолого-геофизические предпосылки исследования подводных гор, связанных с вулканической деятельностью. Выявлены наиболее существенные особенности аномального магнитного поля над вулканическими постройками и петромагнитные свойства горных пород, связанных с жерловыми и субвулканическими фациями.

Разработан комплекс методов интерпретации, направленный на изучение структурных, морфологических и петромагнитных особенностей глубинного строения подводных вулканов по данным гидромагнитной съемки по нерегулярной сети измерений на основе конечноэлементного и томографического подходов с использованием материалов эхолотного промера, непрерывного сейсмоакустического профилирования и анализа физико-химических свойств драгированных горных пород. Данный комплекс методов успешно зарекомендовал себя при изучении как современных, так и древних вулканических построек.

Созданы физико-геологические модели глубинного строения ряда локальных подводных вулканов, расположенных в пределах Курильской островной дуги и Магеллановых гор. Выполненные построения позволили получить принципиально новые геологические сведения о подводном вулканизме Тихого океана и выполнить оценку магнитных свойств жерловых фаций в естественном залегании.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК

1. Блох Ю.И., Бондаренко, Долгаль A.C., Новикова П.Н. В.И., Рашидов В.А., Трусов A.A. Комплексные геофизические исследования подводного вулкана 6.1, Курильская островная дуга // Геофизика, №2. 2012. С. 58-66 (доля автора 20%).

2. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль A.C., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов A.A. Современные интерпретационные технологии при комплексном моделировании

подводного вулкана Макарова (Курильская островная дуга) // Геоинформатика, 2012. №4. С. 44-52 (доля автора 20%).

3. Долгаль A.C., Балк П.И., Деменев А.Г., Мичурин A.B., Новикова П.Н., Рашидов A.B., Христенко A.B., Шархимуллин A.B. Использование метода конечных элементов при интерпретации данных гравиразведки и магниторазведки // Вестник КРАУНЦ. 2012. Вып. 19. №1. С. 108-127 (доля автора 15%).

4. Долгаль A.C., Бычков С.Г., Костицын В.И., Новикова П.Н., Пугин A.B., Рашидов

B.А., Шархимуллин А.Ф. О теории и практике томографической интерпретации геопотенциальных полей. // Геофизика, 2012. №5. С. 8-17 (доля автора 15%).

5. Рашидов В.А., Долгаль A.C.. Новикова П.Н. Геомагнитные исследования гайотов Вулканолог и Коцебу (Магеллановы горы, Тихий океан) // Вестник КРАУНЦ, 2009. № 1 (13).

C. 98-106 (доля автора 30%).

В зарубежных изданиях

6. Новикова П.Н. Определение параметров источников магнитных аномалий монтажным методом // XI Международная конференция «Геоинформатика: теоретические и прикладные аспекты», 14-17 мая 2012, Киев, Украина. Электронная публикация (CD).

В других журналах

7. Бати репа (Новикова) П.Н. ЗО-интерполяция как альтернатива традиционным методам построения цифровой модели гравитационного поля Н Горное эхо, № 3-4 (33-34), 2008. С. 18-23

8. Долгаль A.C., Пугин A.B., Симанов A.A., Батырева (Новикова) П.Н. Применение аналитических аппроксимаций для моделирования и интерпретации геопотенциальных полей // «Российский геофизический журнал», ФГУНПП «Геологоразведка», 2011. С.42-51.

9. Новикова П.Н. Возможности монтажного подхода при интерпретации магнитного поля для изучения кристаллического фундамента // Горное эхо, 2012. № 2 (48). С. 28-32

10. Новикова П.Н., Долгаль A.C., Симанов A.A. Трехмерная интерполяция и подавление влияния приповерхностных неоднородностей при обработке гравиметрических данных. // Вестник Пермского университета. Сер. Геология, 2013. Вып. 1 (18). С. 50-56.

В сборниках материалов и докладов конференций разного уровня

11. Батырева (Новикова) П.Н., Долгаль A.C.. Истокообразная аппроксимация полевых измерений как способ построения цифровых моделей гравитационного поля // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей: Материалы XXXVI сессии Международного семинара (г. Казань, 26-31 января 2009 г.) / Казань: Изд-во Казан, гос. ун-та, 2009. - С.40-43.

12. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль A.C., Новикова П.Н., Рашвдов В.А., Трусов A.A. Интеграция вузовской, академической и отраслевой науки организаций Москвы, Костромы, Перми и Петропавловска-Камчатского при геофизическом изучении подводных вулканов Курильской островной дуги // Вопросы обработки и интерпретации геофизических наблюдений: Материалы научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Александра Кирилловича Маловичко. Обнинск-Пермь, 2012. С. 78-83.

13.Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль A.C., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов A.A. Подводный вулкан Макарова (Кульская островная дуга). //Вулканизм и связанные с ним процессы. С. 8.

14. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль A.C., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов A.A. Современные интерпретационные технологии при комплексных геофизических исследованиях подводного вулкана Макарова (Курильская островная дуга) // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: Материалы 39-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского, Воронеж, 30 января - 2 февраля 2012 г. Воронеж, 2012. С. 36-40.

15. Блох Ю.И., Бондаренко, Долгаль A.C., Новикова П.Н. В.И., Рашидов В.А., Трусов A.A. Современные технологии комплексной интерпретации материалов геофизических исследований подводных вулканов Курильской островной дуги // Геология и полезные

ископаемые Западного Урала: Материалы юбилейной конф., посвященной 80-леггию геолог, ф-та и 95-летию Перм. ун-та. Пермь, Перм. гос. нац. иссл.ун-т, 2011. С. 69-72.

16. Блох Ю.И., Бондаренко В.И., Долгаль A.C., Новикова П.Н., Рашидов В.А., Трусов A.A. Современные технологии при интерпретации геофизических полей подводных вулканов Курильской островной дуги // Материалы II школы-семинара «Гординские чтения». Москва, 21-23 ноября 2012 г. Изд-во ИФЗ РАН. С. 20-25.

17. Долгаль A.C., Батырева (Новикова) П.Н. Аппроксимация гравитационного поля истокообразными функциями при построении гравиметрической карты // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Материалы регион, науч.-практ .конф. Пермь, Перм. гос. нац. иссл.ун-т, 2008. С. 194-198.

18. Долгаль A.C., Иваненко А.Н., Новикова П.Н., Рашидов В.А. Геомагнитные исследования гайота Сет (Тихий океан) //Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: Материалы 40-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского, 28 января - 1 февраля 2013 г. Москва, 2013. С. 133-136.

19. Долгаль A.C., Новикова П.Н. Подавление влияния приповерхностных геоплотносгных неоднородностей при обработке данных гравиразведки // Развитие геофизических методов с позиций Первой Всесоюзной геофизической конференции (1932 г;): Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. (22-23 ноября 2012 г.). Пермь, Перм. гос. нац. иссл.ун-т, 2012. С. 62-66.

20. Долгаль A.C., Новикова П.Н. Применение монтажного метода для интерпретации магнитных аномалий в условиях нечетких представлений о пегромагнитных парамет-рах // // Материалы II школы-семинара «Гординские чтения». Москва, 21-23 ноября 2012 г. Изд-во ИФЗ РАН. С. 60-65.

21. Новикова П.Н. Томографическое моделирование глубинного строения палеовулканов на примере гайота Вулканолог (Магеллановы горы, Тихий океан) // Океанологические исследования: V конф. молодых ученых, 21-25 апреля 2011 г. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 2011. С.68-70.

22. Пугин A.B., Симанов A.A., Мичурин A.B., Новикова П.Н. Аппроксимации как инструмент успешного решения прикладных геофизических задач // Сборник тезисов VII Международной научно-технической конкурс-конференции молодых специалистов «Геофизика-2011». С. 105-108.

23. Новикова П.Н. Комплексная интерпретация геопотенциальных полей гайота Коцебу // Сборник тезисов VII Международной научно-технической конкурс-конференции молодых специалистов «Геофизика-2011». С. 144-148.

24. Новикова П.Н. Комплексная интерпретация данных геопотенциальных полей монтажным методом //Геология и полезные ископаемые Западного Урала: статьи по материалам регион, науч.-практ. конф. Пермь, Перм. гос. нац. иссл.ун-т, 2012. С.113-116.

25. Новикова П.Н., Долгаль A.C. Локализация геологических объектов и определение вектора намагниченности горных пород монтажным методом //Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: Материалы 39-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского, Воронеж, 30 января - 2 февраля 2012 г. Воронеж, 2012. С. 205207.

26. Рашидов В.А., Новикова П.Н., Долгаль A.C. Подводящие каналы гайотов Вулканолог и Коцебу (Магеллановы горы, Тихий океан) //Вулканизм и геодинамика: Материалы V Всероссийского симпозиума по вулканологии и палеовулканологии. Т. 2. Петропавловск-Камчаггский: ИВиС ДВО РАН, 2009. С. 485 - 489.

27. Чадаев М.С., В.А. Гершанок, Новикова П.Н. Гравитационное поле: локальные и региональная составляющие //Геодинамика. Глубинное строение. Тепловое поле Земли. Интерпретация геофизических полей. Пятые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича. 06-10 июля 2009 г. Екатеринбург, ИГФ УрО РАН, 2009. С. 541 -542.

Подписано в печать 22.08.2013 г. Формат 60*84/16 Усл. печ. л. 1,3. Тираж 180 экз. Заказ212

Типография Пермского государственного национального исследовательского университета. 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Новикова, Полина Николаевна, Пермь

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

(ГИ УРО РАН)

На правах рукописи

04201363289

Новикова Полина Николаевна

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ МАГНИТОРАЗВЕДКИ И ГРАВИРАЗВЕДКИ ДЛЯ СЕТОЧНЫХ МОДЕЛЕЙ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Специальность 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор физико-математических наук А.С. Долгаль

Пермь-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ПРИМЕНЕНИЕ ИСТОКООБРАЗНОЙ АППРОКСИМАЦИИ ДЛЯ 12 ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ И ПОДАВЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

1.1. Метод ЗБ-интерполяции данных гравитационного поля 20

1.2. Подавление помех негармонического характера, связанных с петроплотностными неоднородностями 27

1.3. Алгоритм истокообразной аппроксимации для построения 30 сеточных цифровых моделей поля

1.3.1. Особенности решения систем линейных алгебраических 31 уравнений в методе ЗБ-интерполяции

1.4. Модельные и практический примеры использования 35 ЗБ-интерполяции

2. МОНТАЖНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ МАГНИТОРАЗВЕДКИ 46 2.1. Общие сведения об обратной задаче магниторазведки 46

2.1.1 Некорректность обратных задач 47

2.1.2 Обзор методов решения обратной задачи магниторазведки 50 2.1.3. Метод подбора 52 2.2 Постановка смешанной обратной задачи 54 2.3. Алгоритм решения смешанной обратной задачи магниторазведки 57 2.3.1 Тополого-геометрические свойства подбираемого объекта в 65

монтажном методе

2.4 Моделирование магнитовозмущающих источников монтажным 69 методом

2.4.1 Модельные примеры 69

2.4.2 Практические примеры 74

3. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДВОДНОГО 83 ВУЛКАНИЗМА

3.1 Краткие сведения о вулканизме 85

3.1.1 Геотектонические типы современного вулканизма океанов 85

3.1.2 Основные структурные типы вулканизма 88

3.2 Геологическая характеристика Курильской островной дуги и 91 Тихоокеанской провинции подводных гор

3.2.1 Курильская островная дуга 92

3.2.2 Магеллановы горы 95

3.2.3 Подводные горы Маркус-Неккер 98

3.3 Геолого-геофизические предпосылки изучения глубинного 100 строения вулканических аппаратов

3.3.1 Петрофизические характеристики пород, слагающих подводные 100 горы

3.3.2 Геофизическая характеристика подводных гор 101

3.3.3 Признаки и структурные особенности пород жерловой фации 102

3.3.4 Выявление жерловых тел вулканических аппаратов по данным 104 магнитных съемок

4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЛУБИННОГО 106

СТРОЕНИЯ ПОДВОДНЫХ ВУЛКАНОВ

4.1 Характеристика разработанных интерпретационных технологий 108 изучения глубинного строения подводных вулканов

4.1.1 Томографическая интерпретация 108

4.1.2 Монтажный метод решения обратной задачи магниторазведки 110

4.1.3 Построение ЗБ-интерполяционных моделей 111

4.2 Физико-геологические модели глубинного строения вулканов 112 Курильской островной дуги и Западно-Тихоокеанской провинции подводных гор

4.2.1 Физико-геологические модели гайота Сет 112

4.2.2 Физико-геологические модели гайотов Коцебу и Вулканолог 117 (Магеллановы горы)

4.2.3 Физико-геологические модели подводного вулкана 6.1 125 (Курильская островная дуга)

4.2.4 Физико-геологические модели вулкана Макарова (Курильская 130 островная дуга)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 135

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 137

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Геофизические методы являются важнейшей составляющей сложного процесса геологоразведочных работ, их применение обеспечивает равномерное, глубинное и высокопроизводительное изучение недр Земли. При выполнении геолого-картировочных, поисковых и разведочных исследований широко применяются магниторазведка и гравиразведка. Несмотря на длительное применение персональных компьютеров в области прикладной геофизики, развитие инновационных технологий и автоматизированных систем обработки и интерпретации является актуальной проблемой, продиктованной современными потребностями геологической отрасли.

Основная задача геофизических методов состоит в извлечении полезной геологической информации из данных полевых наблюдений и формировании адекватных реальности физико-геологических моделей изучаемой среды. Для этой цели используются различные математические методы и компьютерные технологии, необходимые на всех этапах исследований: от визуализации и до выполнения окончательных интерпретационных построений. Исходными и результативными данными при этом являются цифровые модели геофизических полей и аномалиеобразующих объектов.

Широко используется дискретизация геологического пространства в виде конечного множества связных элементов, т.е. построение сеточных моделей среды, а также равномерные дискретные представления наблюденных значений физических полей. В диссертационной работе сеточное моделирование применяется в нескольких аспектах анализа геопотенциальных полей: формирование первичных цифровых моделей поля (ЦМП); решение обратных задач магниторазведки; построение физико-геологических моделей по результатам сеточного моделирования.

ЦМП является основой для всех дальнейших интерпретационных построений и должна достоверно и точно отражать результаты полевых наблюдений. Стандартные алгоритмы интерполяции данных в узлы

регулярной сети, использующиеся для построения ЦМП, нередко вносят неконтролируемые вычислительные погрешности, отмечаемые даже на качественном уровне восприятия геофизической информации. Автором разработаны методы пространственной интерполяции потенциальных полей истокообразными функциями, использующими информацию о высотах поверхности наблюдения. Представленные алгоритмы позволяют успешно решать как собственно задачу построения достоверных сеточных ЦМП («гридов»), так и осуществлять подавление высокочастотных аномалий-помех, обусловленных приповерхностными неоднородностями.

Обычно при автоматизированном интерпретационном процессе есть возможность варьирования либо физическими параметрами (линейная обратная задача), либо геометрическими характеристиками объекта исследования (нелинейная обратная задача). Сеточное моделирование позволяет осуществить синтез линейной и нелинейной постановок обратной задачи магниторазведки и гравиразведки. Разработанный в рамках таких представлений монтажный метод решения смешанной обратной задачи магниторазведки открывает новую возможность в определении геометрических параметров возмущающих объектов при одновременном уточнении их намагниченности, что отвечает реальной ситуации недоопределенности данных о магнитных свойствах геологических тел в естественном залегании.

Обоснованность получаемых геологических результатов во многом определяется как комплексированием полевых методов исследований, так и методов обработки и интерпретации полученных данных. При этом специфика геологического строения различных районов должна минимально влиять на эффективность предлагаемой технологии. В диссертационной работе в качестве объектов для опробования авторских разработок были выбраны подводные горы, образованные вследствие вулканической деятельности. Выполненные исследования направлены на получение новых сведений о глубинном строении вулканических аппаратов на основе данных гидромагнитных съемок и формирование трехмерных моделей подводных гор Тихоокеанского региона.

Цель исследований

Создание методов обработки и интерпретации результатов измерений магнитного и гравитационного полей в классе сеточных моделей, базирующихся на истокообразной аппроксимации и конечноэлементном подходе, для совершенствования технологии моделирования геологических объектов на примере интрузивных тел и подводных гор Тихого океана.

Основные задачи исследований

1. Разработка метода ЗБ-интерполяции для построения сеточных цифровых моделей гравитационного поля, основанного на истокообразной аппроксимации, с учетом высот рельефа поверхности наблюдения.

2. Создание модификации метода ЗБ-интерполяции, позволяющего осуществлять подавление помех, связанных с наличием геоплотностных неоднородностей, расположенных в верхней части геологического разреза (ВЧР); пространственная локализация выявленных неоднородностей ВЧР.

3. Тестирование метода ЗБ-интерполяции на модельных и практических примерах с оценкой качества получаемых ЦМП и определением фильтрационных возможностей при выделении неоднородностей ВЧР.

4. Синтез линейной и нелинейной обратной задачи при сеточном моделировании аномалиеобразующих объектов в предложенной смешанной постановке для методов гравиразведки и магниторазведки.

5. Разработка оригинальной технологии решения смешанной обратной задачи магниторазведки монтажным методом в классе сеточных моделей с определением вектора эффективной намагниченности при интервальном задании петромагнитных характеристик магнитовозмущающих объектов с контролем тополого-геометрических свойств результативных построений.

6. Экспериментальная оценка возможностей монтажного метода решения смешанной обратной задачи магниторазведки на модельных и практических примерах.

7. Изучение геолого-геофизических материалов, характеризующих особенности подводного вулканизма в западной части Тихого океана; обработка первичной информации по отдельным объектам исследования.

8. Анализ физико-геологических предпосылок изучения глубинного строения подводных вулканов геофизическими методами.

9. Разработка комплекса методов интерпретации по данным гидромагнитной съемки по нерегулярной сети измерений на основе конечноэлементного и томографического подходов с использованием материалов эхолотного промера, непрерывного сейсмоакустического профилирования и анализа физико-химических свойств драгированных горных пород.

10. Построение физико-геологических моделей строения питающей системы подводных вулканов на основе предложенной интерпретационной технологии.

Научная новизна

1. Созданы эффективные алгоритмы ЗБ-интерполяции, предназначенные для построения сеточных цифровых моделей гравитационного поля с использованием различных методов решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ).

2. Экспериментально установлена возможность локализации аномальных эффектов от геоплотностных неоднородностей промежуточного слоя, использующегося при редукции Буге, при применении метода ЗИ-интерполяции для гравитационного поля без привлечения дополнительной априорной информации.

3. Впервые осуществлена смешанная постановка обратной задачи магниторазведки при сеточном моделировании, заключающаяся в совместном определении конфигурации и интервально заданных петромагнитных свойств магнитовозмущающих объектов.

4. Разработан и программно реализован монтажный алгоритм решения смешанной обратной задачи магниторазведки в сеточном классе моделей с определением вектора эффективной намагниченности аномалиеобразующих объектов.

5. Усовершенствована компьютерная технология комплексной интерпретации данных гидромагнитной съемки в сочетании с данными эхолотного промера, непрерывного сейсмоакустического профилирования, анализа физических свойств драгированных горных пород, предназначенная

для изучения глубинных систем подводных вулканических построек с выявлением структур подводящих каналов и периферийных магматических очагов.

6. Построены физико-геологические модели внутреннего строения подводных вулканов, позволившие получить оценочные сведения о магнитных свойствах горных пород в естественном залегании, слагающих жерловую фацию.

Практическая значимость исследований

1. Программно-алгоритмическое обеспечение, реализующее метод ЗБ-интерполяции, предназначенное для построения цифровых моделей гравитационного поля и отвечающих им карт изоаномал силы тяжести в редукции Буге. Перечисленные выше результативные материалы характеризуются повышенной точностью и информативностью, которая обеспечивается за счет учета физически обоснованных закономерностей изменения поля Лg = у, г) в трехмерном пространстве и фильтрации высокочастотных помех геологического происхождения, связанных с плотностной неоднородностью верхней части разреза.

2. Монтажный метод определения формы, размеров и глубин залегания возмущающих объектов при интервально заданных составляющих вектора намагниченности позволяет решать широкий круг задач количественной интерпретации магнитных аномалий.

3. Компьютерная технология интерпретации данных морских геофизических исследований позволяет успешно проводить изучение глубинного строения застывшей питающей системы и выдвигать гипотезы об эволюции подводных вулканов.

4. Получена новая геологическая информация о подводном вулканизме западной части Тихого океана.

5. Разработанные компьютерные технологии геопотенциальных полей успешно применяются при обработке и интерпретации практических геофизических данных при прогнозировании и поиске залежей углеводородного сырья и месторождений твердых полезных ископаемых в пределах Пермского края и в других регионах России.

Защищаемые положения

1. Метод ЗБ-интерполяции данных полевых измерений в узлы регулярной сети, основанный на истокообразной аппроксимации, повышает качество построения цифровых моделей гравитационного поля и карт аномалий силы тяжести за счет учета аномального вертикального градиента и подавления помех негармонического характера.

2. Монтажный метод решения обратной задачи магниторазведки, базирующийся на конечноэлементном подходе к описанию геологической среды, предназначен для определения конфигурации и уточнения вектора эффективной намагниченности возмущающих объектов, адекватный реальным физико-геологическим условиям исследований.

3. Физико-геологические модели глубинного строения подводных вулканических аппаратов, сформированные в результате комплексной интерпретации геофизических данных, выполненной с использованием томографических построений и монтажного метода решения обратной задачи магниторазведки.

Личный вклад автора

Автор принимал активное участие в создании представленных в работе алгоритмов, постановке основных задач; разработке методов, вычислительных схем и реализации этих алгоритмов в среде визуального объектно-ориентированного программирования Delphi 7.0; тестировании разработанного программного обеспечения на модельных и практических примерах; анализе результатов вычислительных экспериментов; оцифровке и обработке первичных геофизических материалов по ряду подводных вулканов; в разработке интерпретационной технологии для исследования подводных вулканов; геологической интерпретации данных гидромагнитной съемки; участие в написании отчетов по результатам производственных работ и грантов, связанных с темой диссертационной работы.

Фактический материал

Фактической основой исследований послужили материалы Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, г. Петропавловск-Камчатский; результаты гравиметрических съемок, проводимых ГИ УрО РАН, полученные в процессе работы по договорной тематике с рядом нефте - и

горнодобывающих предприятий России; материалы геолфонда (аэромагнитные исследования для Пермского края). Работа выполнена при поддержке Уральского отделения РАН (по результатам конкурса научных проектов молодых ученых и аспирантов 2009 и 2010 гг.) и РФФИ (грант РФФИ 12-05-00414-а (исполнитель), грант РФФИ 12-05-00156-а (исполнитель), грант РФФИ 11-05-96013 (исполнитель), грант 12-05-31138-мол_а (руководитель)).

Апробация и публикации

Основные положения и результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались на Уральской молодежной научной школе по геофизике (Екатеринбург, 2008, 2010; Пермь, 2009, 2011); на региональной научно-практической конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (Пермь, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012); на Международном семинаре «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» им. Д.Г. Успенского (Казань, 2009; Пермь, 2011, Воронеж, 2012); на научных чтениях памяти Ю.П. Булашевича (Екатеринбург, 2009, 2011); на международной научно-практический конкурс-конференции молодых специалистов «ГЕОФИЗИКА» (Санкт-Петербург, 2011); на Международной конференции «Геоинформатика: теоретические и прикладные аспекты» (Киев, 2012); на конференции "Современные геофизические и информационные системы" (Москва, 2008); на Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2008); на конференции Океанологические исследования: V конф. молодых ученых (Владивосток,

2011); на научных сессиях Горного института УрО РАН (Пермь, 2008, 2009, 2011, 20