Магнитотеллурические методы разведки

МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ (а. magnetotelluric methods of prospecting; н. magneto-tellurische Explorationsverfahren, Tellurik; ф. prospection magnetotellurique; и. metodos de prospeccion magneto-telluricas, metodos de exploracion magneto-telluricas, metodos de cateo magneto-telluriсоs) — комплекс методов электрической разведки, основанный на изучении вариаций естественного электромагнитного (магнитотеллурического) поля Земли. Предложены советским учёным А. Н. Тихоновым (1950) и французским — Л. Каньяром (1953).

Магнитотеллурическое поле индукционно возбуждается в Земле переменными токами, возникающими в ионосфере и магнитосфере, а также грозовыми разрядами (высокочастотное поле). Диапазон периодов вариаций магнитотеллурического поля составляет от тысячных долей секунды до десятков часов. Глубина проникновения магнитотеллурического поля в Землю возрастает с увеличением периода вариаций (скинэффект) от десятков метров до сотен километров. Для регистрации вариаций теллурического поля применяются заземлённые на концах приёмные линии; геомагнитного поля — магнитостатические (при периодах свыше 10 с) и индукционные (до 10 с) магнитометры. Вариации регистрируются с помощью аналоговой либо цифровой аппаратуры. Комплекс магнитотеллурических методов разведки включает в себя методы зондирования (магнитотеллурического — МТЗ, магнитовариационного — МВЗ) и профилирования (магнитотеллурического — МТП, теллурического — TT, магнитовариационного — МВП и комбинированного магнитотеллурического — КМТП). Зондирование осуществляется путём регистрации вариаций в широком диапазоне частот и позволяет послойно по вертикали дифференцировать горные породы по удельному электрическому сопротивлению. При профилировании регистрируют вариации в сравнительно узком диапазоне периодов или одного периода, обеспечивающем изучение изменений электрического сопротивления и мощности слоёв в горизонтальном направлении и необходимую постоянную глубинность исследований. МТЗ основан на регистрации в одном пункте вариаций горизонтальных компонентов теллурического (Ex, Ey) и геомагнитного (Hx, Hy) полей с периодами от долей секунды до нескольких минут (при разведочных работах) и до нескольких часов (при глубинных исследованиях). По отношению амплитуд вариаций взаимно перпендикулярных электрических и магнитных компонентов различных периодов рассчитывается кажущееся сопротивление rt и строятся кривые зависимости rt, от периода вариаций; по разности фаз вариаций электрических и магнитных компонентов строятся фазовые кривые pt. Мощность и сопротивление слоёв, сложенных различными горными породами, находят путём сопоставления кривых rt и pt с теоретическими кривыми. Метод МВЗ основан на изучении вариаций двух горизонтальных (Hx, Hy) и вертикального (Hz) компонентов геомагнитного поля. Зондирование, как правило, выполняется одновременно с МТЗ путём регистрации дополнительно компонента Hz в районе аномалий. Результаты зондирований представляются в виде графиков зависимости отношения вертикального и горизонтального компонентов геомагнитного поля от периода вариаций и используются в качестве дополнительных данных, повышающих однозначность интерпретации кривых МТЗ. Как самостоятельный вид исследований МВЗ применяется при изучении глубинного строения Земли. Метод МТП является упрощённой модификацией МТЗ. Отношение амплитуд электрических и магнитных вариаций используется для расчёта суммарной продольной проводимости толщи горных пород от земной поверхности до подошвы отложений с низким удельным сопротивлением.

Методы TT, МВП и КМТП основаны на синхронной регистрации в базисном и полевых пунктах вариаций, компонент напряжённости магнитотеллурического поля (TT — Ex, Ey; МВП — Hx, Hy; КМТП — Ex, Ey, Hx, Hy). Обработка данных этих методов сводится к определению относительных изменений по площади напряжённости теллурического и геомагнитного полей, связанных с изменением сопротивления и мощности слоёв горных пород. Для получения более детальных сведений об исследуемом разрезе методы зондирования и профилирования объединяют в единый метод, основанный на синхронной регистрации вариаций поля в широком диапазоне частот и во многих пунктах.

В CCCP магнитотеллурические методы разведки применяются в основном при поисках и разведке месторождений нефти и газа и глубинных исследованиях земной коры и верхней мантии, за рубежом — также при поисках и разведке рудных месторождений и термальных вод. Преимущества магнитотеллурических методов разведки по сравнению с другими методами электроразведки состоят в большей глубинности, а также в отсутствии искусственного источников поля, что делает эти методы более мобильными, особенно в труднодоступных районах.