3.3.Методика и техника полевых работ методом мтз

В качестве примера описывающего методику и технику полевых работ методом МТЗ будет приведено использование для этих целей оборудования компании Phoenix Geophysics Ltd.

3.3.1. Методика проведения работ

При магнитотеллурических наблюдениях применяются измерительные установки, состоящие из двух заземлённых линий Ex, Ey, и трёх магнитометров Hx, Hy, Hz. Длинна приёмной линии 0,2 - 1,0 км. Заземление осуществляются с помощью меднокупоросных или свинцовых электродов. Магнитометры устанавливаются в неглубоких ямах. Ориентация измерительных установок производится при помощи бусоли с точностью до 0,5о.

Магнитотеллурические исследования выполняются с помощью следующих методов: магнитотеллурического зондирования, магнитотеллурического профилирования, метода теллурических токов и магнитовариационного профилирования.

3.3.2. Магнитотеллурическое зондирование

Метод представляет собой разновидность частотного зондирования. Он основан на регистрации вариаций Ex, Ey и Hx, Hy в одной точке. Диапазон регистрируемых периодов - от сотых долей секунды до нескольких минут.

Наблюдения ведутся по средствам цифровой и аналоговой аппаратуры. Обработка наблюдений выполняется на ЭВМ и заключается в спектральном анализе вариаций и определении частотных характеристик тензора импеданса Z, выражающего отношения между Ex, Ey и Hx, Hy. Частотные характеристики Z трансформируются в кривые кажущегося сопротивления. Благодаря скин-эффекту кривые кажущегося сопротивления отражают изменения удельного сопротивления горных пород с глубиной.

Интерпретация МТЗ позволяет построить геоэлектрический разрез исследуемого района и выделить структуры в осадочном чехле и кристаллическом фундаменте. Глубинные МТЗ дают информацию о сопротивлении земной коры и верхней мантии.

3.3.3. Основные стадии выполнения мтз с помощью mtu

Аппаратура MTU, для проведения МТЗ, компании Phoenix Geophysics представляет собой современные высокотехнологичные устройства, способные выполнить поставленные задачи в сложных условиях даже при низкой квалификации обслуживающего персонала. Качество итоговых МТЗ данных, получаемых при работе на этих приборах и последующей обработке с использованием программного обеспечения компании Phoenix, по оценке специалистов может быть высоким.

Основные операции, которые нужно выполнить для подготовки оборудования, регистрации МТ-данных и подготовки данных для высококачественной обработки и анализа.

1. Калибровка прибора MTU;

2. Калибровка магнитных датчиков;

3. Создание стартового табло MTU и загрузка его в прибор;

4. Установка прибора MTU и датчиков электромагнитного поля на точке наблюдений;

5. Проведение синхронной регистрации МТ-поля;

6. Перезапись данных из прибора MTU в PC компьютер, используя программу WinHost или с использованием флэш-памяти;

7. Редакция и обработка данных с помощью программного комплекса TBS.

1. 3.3.4. Использование приборов mtu-2e, mtu-2h, mtu-3h и mtu-5 в процессе мт съемки

Чтобы выполнить МТ съемку на заданной площади настолько эффективно, насколько возможно, часто лучше начать выполнение работ по разряженной сети, выбирая точки с благоприятными условиями регистрации МТ-поля. Затем сгущать сеть за счет дополнительных точек МТЗ, располагая их с учетом результатов, полученных на первом этапе. Этот метод поможет уменьшить затраты на проведение съемки и выбор оптимальных условий регистрации для различных районов изучаемой площади.

Используя технологию работ с удаленной опорной точкой, удовлетворительные МТ данные могут быть получены значительно ближе к источникам электромагнитных помех, чем это возможно было сделать, работая по методике одиночных МТЗ. Прежде, технология работ с удаленной опорной точкой требовала физической синхронизации задающих генераторов МТ приборов с высокой точностью, что бы поддерживать синхронизированную регистрацию данных. С установкой в приборах MTU спутниковой технологии синхронизации GPS, отпала необходимость приводить прецизионные кварцевые часы в физический контакт с каждым комплектом МТ аппаратуры, принимающим участие в проведении синхронной регистрации МТ полей.

При МТ съемке, как правило, используются комбинации приборов MTU-2E, MTU-2H, MTU-3H и MTU-5, выбранная таким образом, что бы выполнять полевые работы по наиболее рациональному пути при гарантированном высоком качестве данных.

В общем случае нет смысла в измерении магнитных полей по плотной сети, так как магнитное поле в подавляющем большинстве случаев не изменяется существенно на небольших расстояниях. В тоже время данные, регистрируемые приборами MTU-2E должны опираться на локальные и удаленные опорные точки с измерением магнитных компонент МТ поля. Различные комбинации MTU приборов могут быть наиболее эффективна в зависимости от масштабов съемки и целей работ, характера местности.

Двухканальные наблюдения электрических компонент используются для быстрого и простого проведения МТЗ в трудно доступной местности и / или при детальных съемках. Так как горизонтальные компоненты магнитного поля незначительно меняются с расстоянием. В тоже время установка приборов с измерением магнитных компонент занимает значительно больше времени, а комплект аппаратуры тяжелее. Следует так же отметить, что датчики магнитных компонент поля значительно более восприимчивы к электромагнитным помехам, чем датчики электрических компонент. Комплект оборудования, включающий MTU-2E весит значительно легче, легче транспортируется, быстрее устанавливается, чем пяти канальный прибор. Следует только иметь в виду, что этот прибор невозможно использовать для измерения магнитных компонент.

Приборы MTU-2H и MTU-3H вместе с датчиками магнитного поля используются для регистрации магнитных компонент МТ-поля. MTU-2H может регистрировать 2 компоненты МТ-поля. Прибор MTU-3H может регистрировать 3 компоненты МТ-поля. В этом и заключается различие приборов, хотя по внешнему виду они полностью идентичны. Приборы MTU-2H и MTU-3H используются для измерения магнитных компонент МТ-поля по более редкой сети, чем производится регистрация электрических компонент. Комбинирование небольшого числа приборов MTU-2H и большого числа приборов MTU-2E позволяет организовать высокопроизводительные работы, обеспечивая при этом высокое качество данных.

Типичная комбинация приборов включает один MTU-5 для удаленного базового пункта, 2 - 3 прибора, как локальные опорные пункты в пределах съемочной сети и 10 - 30 приборов MTU-2E, выполняющих площадную съемку. При большом расстоянии между соседними точками наблюдений несколько дополнительных приборов MTU-5 может понадобиться для адекватного описания МТ-поля между расстановкой приборов MTU-2E, то есть в качестве дополнительных локальных опорных пунктов. При проведении региональных работ использовать приборы MTU-5 и MTU-2E, причем пропорция между ними может составлять 1 к 1 или 1 к 2. В целом же следует отметить, что полевые работы по методике одиночных МТЗ могут вполне проводиться при наличии одного 5-ти канального прибора, при проведении работ по помехоподавляющей технологии с удаленным опорным пунктом, минимум необходимо иметь два прибора MTU-2E или один MTU-5 и один MTU-2H. Двухканальные приборы MTU-2E являются основным инструментом повышения производительности работ магнитотеллурическими методами.

Первое, что необходимо сделать - это задать нужные параметры записи. На рисунке10 показано окно, которое необходимо правильно заполнить графы и указать необходимые усиления, фильтр, время и количество записей.

Если в данном месте слабый сигнал или сильные помехи по электрическим или магнитным каналам, необходимо его усилить или наоборот загрубить. Но не забывать про то, что усиливая сигнал мы, тем самым, усиливаем и помехи, а убирая помехи и выбирая «LowGain» можно исказить получаемый сигнал, особенно если он был слабым.

В этой программе можно посмотреть интенсивность сигнала и когерентность интересующих нас компонент поля.

Не видны явные искажения, из чего можно сделать предварительный вывод, о том, что рядом не было сильных источников помех.

Убедившись, что когерентность Ех, Ну и Еу, Нх близки к единице, а остальные значения невысоки, приступаем к дальнейшей обработке в программе SSMT.

С помощью нее можно рассчитать Фурье-коэффициенты и провести робастную обработку данных

В результате всех расчетов получаем кривую - графики сопротивления и фазы от частоты.