Способ магнитотеллургического зондирования Советский патент 1992 года по МПК G01V3/08 

1

Изобретение относится к геофизике я и енно к г-еоэлектроразведке, и предназначено для использования при определении прсяодамости и толшимы слоев исследуемой средм.

Цель изобретения - повышение точности.

Способ реализуют следутошзш образом s-,,

Осуществляют регистрацию верти- . калькой электричес ой и горизонтальной суммарной магнитной составляющих естественного электромагнитного поля Е н Н 3 точке иабгаодешш в ди апазонй частот 5-50 Гц. Измеряют среднеквадратическое значение G вертикальной электрической составляющей Е естествеиного электромагт тного пояя на интервале стационарности,

равном для диапазона частот 50 Гц ггриблизктельно 5 мин для Земли,- При превьштении величиной Е порогового уровня 3G вьтолняют иямеремие с-ут-мар ной горизонтальной магнитной состав- ляющей Ч и горизонтальных взага-шо r{epneHj.,HK3WHpHb x компонент- электри™ чес;-кого Е,., Sn и магнитного полей Н селектируют сверхгтзкочастотные

(СНЧ) всплески по--комноненте Eg с характерной, длительностью Kt.., где

K-J

л л- аг п с;

/- J с (. р - 5 J S-

-срэ

Могдньге СНЧ-всплески образуют в ра-™ эокаторе Земля -- ионосфера стокчуЕО волну огфеделяются как отклик-реэо- к-атора планета - ионосфера на одиночные мощные молниевые paзpядJЬ., По амплитуде СШ-всплески могут превос- ходать -уровень фона в Ш раз для Зе:-- тш,; Средняя, длительность СНЧ-всплеска определ5штся зату}саШ 1ем электромаг ниттатх волн при ггрохождеиик их вогсруг земного пира, Hanpra- s pj на частоте 8 Гц затукание электромагнитных волн при прохождении н-к в волноводе Земля ионосфера составляет 0,1 дБ/тыс км с При троекратном огибащ- и элек™ тромагнитньтю- волнами земного шара затухание электромагнитных воян.сос- таант 2 дВ. Времяj Б течение которо го электромагнитная ёолна трижды огибает земной maps составляет 2 e e,/Vx3.

0,5 с, где V - фазовая скорость тромагнитной волны; а - радиус Земли,- Вероятность поколения СНЧ-всгшеска оценивают как к 4000 грозовь 5 раз - рядов J, что состявляет приблизи-гель о 1 событие за 20-60 с.

Определяют спектральные плотности верт-(;кальной электрической и су марной горизонтальной магнитной состанля«оящх поля Е и Определяют йсшнозое соггоотивление по отнотеннп корней из ciie тральщик плотностей полей составляюпшх К„ и

Определнют - астоты f, пиlкмy foв к максиг-(у-нов волнового -созпГ Отивлзкия где п - номер . :;ЁНк;-;ума г-шкс/иг-гуна.

Определяют рйсгтоккис пт очки на-- блтоден.1я до ксточгсчка СНЧ-всплеска по формул- е.

УлЬтТгНЧ Т

- «

где п 1 - первый ыинт иум ;

- nspBbii ьгакснмум волнового сопротизлання к так далеа от низких частот к Ш1соким, V - фазовая CKOpocTi-j. ь-лектро- магниткьп волн на -частоте f,, Q радиус п-панеты.

25

35. сопротизлеииа

Зависш- ость частоть f на которой волновое conpOTiriBJiSHHe к се-г макс- - - ыу1- $шй. мкндагЖз опрер Еллется времен-30 ной задержкой фазь; не . элет тромаг нитнымк BOJinaMHs пр кодяасй-г- м к наблю- датегао огнбан планету в ПРОТВБОПО- ложньк каправленняхо Зта -арененная

. задерлчка равна (2 u 0-2R)/V. Волновое

сопротизлеииа

Z(W)-E,,(«)/IL(«)

определшот теоретическим; расчетом по лей .

Е(й) к Н,Да;0

в виде ряда эокальи ых гармоник ,г.пя зертнкапьного эпектрнческого диполя Воотновое сопротнБленке огфеделч- етсн как.отношение

Z(«)E,.j(bl)/H,(a ))

о-лредгления экс-трет-п -мов вол- нового ср1-фО гивленйя дифференцируют 2(со) по tts нриравнизаи результат ..1)ер-ек1гирозя,ния нулю и определшот

частоты I

ns

на котооьп;

S(Q)

к-чеет

сопротизлеииа

макс|-5ну Ы mm м-инкму -ш

„

й. , ...

где Y «.-фазовая скорость зг ектрсмаг нктщж -волн на. частоте f ,, ДЛИ первого минимума.

лля пернпго мяксимума и так далее,

Фаяовая CKOpoc i b электронагнит- нык воли в диапяаоие частот 5-50 Гц иэиес / ьш

Опред;2лп:о7 грйкичкую частоту f,-, но. зо - ы СМЧ-всплеска по откс- шеп;-: о i /4j ;д - с;;с;)ость свста. Зъш1е iaoi o Tbi поле язлуче- ник nH4--bonj i;ci ;a ноляовым,

ГрЁЯК гную часто ; / f,-.. ппг еделкют по

i равЕ и;т;Зу ой.с1ггояпия Я нгжду ясточ

ккком СНЧ - зс;-тлес : - и точкой наб.ггоде- НИИ с ;т П- к-ой ВОЛН;-: ,,.-C/f|.p, ЕстестзеНПоа :;:Л;-:КТО| Ма1 ПлТ-Ю ;; поле Ка ЧЭ

стотгх i f ; .... ягллегся золттоным полам Е1лГ;;::з1Л:-юг с- язяучателк,

Зы:;-кргют нз полей состав- jiR Ou K ;:-.. к ;,. реалнзацки, соответ- CTByv;; -ie по ;иременн ,.;гнному СНЧ- всплаокз 5

Определяют cnaiivpajibH ie плотности гои:чзск-га:гь; ь:К лзаиг«ю- перпендя- куллрШ:,ас -осг- а;5.у|.чиак:(: электрического к магнк гкок о для f ffn,

01трвд-;лл;о ; ьлодиой н meддиc ере- по OTHcws;- :,-iFi XOIJHH HS спектральной ило-гкос -- 1 оои2онтйлькок элгкт- рГ1чес1:ой со1::тггт.,У :; гуей к корню спект ралькой пГ Г тлсс ;:-; горизонтальной магнитной ;ос саг Л;- :п1;1 й гюля„

Способ бь;л тгркнекеи для определе- н:;;р пераметро з с - /лм s одном кз районов СССР...

При этом ипт- ася-остг. средкеквадра тк яек 0в С; :.еотк;сальной эл ;кч С:/1 Тйской . :отйзлнэтщей К„ естест ненкого - Л ;; : рома:-нкгмого поля Земли на интгрБяле стз г ог-арности 5 кик в дкапазоке частот 5-50 Ти.,

Изиеряллсь

Хг

Iw- И слтфигжая горизоптал ьная магннт

..-,,.,

нал состав:тггалая Н„-JH: -;- ;; естест

I - .-.

венного эпектрокагкитиого поля на ROBspxKOGTK Земли прн превьгшении тзвляю дей Ss, порогового -уровня„ .равного 3(5j на-«нная с момента времени Т,

Сапектнрова--ся СНЧ всплеск гю коьг- лонеяте Е длительностью S с начинал с мог-ЕеН га вре - е 3ч Т,

С покощьгп праобргэовакия Фурье по /«учалк йпе.ктрг,;хьку7о пло гкость N на- пряжанкости сост-аепяющей Е н спект оаггьнуш njj- JTHoc i b г1ц. Kanp.fc eHHOCTH су-мнарной ; эркзонтал ьной ьй.гнктной состанля}ощей Hj., Длл полууанкл спект - рг лькн} шюткостей NJ..T взя

:

-

1Г)

G

30

35

40

- о

45

то 128 выборог на инт рвз/и 1 с, получен cfiPKTp с разрр.иен тем по частоте I Г ц ,аггг чггстот 1-6 J Г;л.

Определялось волиояое сопрршвле- ние по отногпеи1«о слектрг в . / ц .

Измерялись частотъ мин;-- гх ов и - акси 1уноп волнорого гопрогкз. Г,-7 Гц, f 3 Ги.

Олредалялост; рясстоят не R от СНЧ- Есплеска до точк чйблт- .ла тг-я уо фор -гyлe

.. .

При f, Пь P:-8jA-l 0 KNij при Гц, r, 2, ,3MO fCT- , Опреде-лялась г раикчная чзстотй

f .35 Гц.

Выбирались Еу и

и Lj - реоляояцшт- соо7ветстВ;Пощме. по Bpevfp.HH пыбраниот у Сг Ч-всплескуо

Определялись спектр&льггые плоткос- тк К)ц.напряженностен горизон- тальных взаит-1Ко перпяндккулкриьпс ЗЛЕК- тркческой Е, н составлянт™ щей Н. Фypьй-пpгoбpaзoпaниe f по 12В выборочным значен ям на -се: унцном интервале времс т,

Олределялся входной рл-стеданс сре- дь по откоя ению корней из спектраль- ных плoтнocтeй( f-g--7N дггя f 35 Гц. Для f 35 Гц измеряемое поле является плоской электромагнитной волной.

БгльЕчнна скин-слоя штн гпуПниа исследования для частот выше 35 Гц составила при О эфю среды 10 0м/н зе- личину менее .3 км.

Параметры трехслойной среды соот- нетственко д-пя первого елся р, - 1500 Ом/м, h « 2,6 Kj для второго слоя р2 -- 17С Ом/м, hj « 40 м и для третьего слоя i)-., (f/n , I

Точность определения зелнчкга R

составляет 0,510 , .

Формула

3 обретения

Способ магнитотеллургического зок- диронадагяэ при котором осуздествляют синхронные измерения Bsai-ixHo перпен- дш улярных горизонтальньп-: электрн- ческой и магнитной состанляюп1.х Е- U И„ естественного электромагниткого поля на поверхности гориэоктально- слоистой среды, производят выбор вол- нозых,полей нзлу геикя грсзовьте разрядов, спектральную обработку полей грозовых разрядов и определение вход кого иг-отеданса горизонтально-слоистой среды по отношению корней из спектральных плотностей составляклдих горизонтальных компонент электрического и магнитного полей, отличающийся тем5 чтор с целью .

повьапения точности определения входного импеданса горизонтально-слоистой среды, предварительно измеряют сред- неквадратйческое значение G вертикальной электрической составляющей Е естественного электромагнитного поля на интервале стационарности, измёря ют горизонтальную электрическую составляющую E)f, горизонтальную магнит- иую составляющую Huf компоненту Е и сум арную горизонтальную магнитную составляющую Н естественного электромагнитного поля нз поверхности горизонтально-слоистой среды при превы- шеййи EJ величины порогового уровня ЗС, селектируют СЯЧ-всплески состав- ляющей Е пд1ительностью КГ.,, где К ,5 GS определяют спектраль- г, отности вертикальной электрической и .суммарной горизонтальной маг ни Гной составляюпщх поля определяют

волновое сопротивление по отношению корней из спектральных плотностей полей Е,2 и Н, определяют частоты f минимумов и максимумов волнового сопротивления, где п - номер минимума или максимума, определяют расстояние до СНЧ-всплеска по формуле

B QV4n(n+l) fT

где n - первый минимуму

- первый максимум волнового сопротивления и так далее от низких частот к высоким; V - фазовая скорость электромагнитных волн на частоте

Q - радиус планеты.

Определяют граничн то частоту волновой зоны СНЧ-всплеска по отношению скорости света к расстоянию R, выбирают ЕХ и Нь - реализации, соот-. ветствующие по времени выбранному СНЧ- всплеску, после чего определяют спектральные плотности горизонтальных взаимно перпендикулярных составляющих электрического и магнитного полей для f у f (-р и параметры слхэев горизонтально-слоистой среды.

Изобретение относится к геофизике,, а именно к геоэлектроразведке, и предназначено для использования при определении проводш-юсти и толщины слоев исследуемой среды.- Цель иэобре- тенич - повышение точности. С этой целью осуществляют синхроннее измерение взаимно перпендикуляртат горизонтальных электрической и магнитной составляющих естественного электро- магнитного поля Ей и Н на поверхности горизонтально-споистой среды. Производят выбор волновых полей иЭлуче- ния грозовых разрядовJ спектральную обработку полей таких грозовых разрядов и определяют входной импеданс гориэонтально-сл(.)истой среды по от- ношеьшю корней мз спектральных плотностей составляющих горизонтальнйх компонент электрического и магнитно- го полей. При этом предварительно измеряют среднеквадратмческое значение G вертикальной электрической составляющей К естественного электромаг- нитного поля на интервале стационарности. -{змеря)от горизонтальную элек- рическую составляющую F. , горизонтальную магнитную 11ц составляющую, компоненту Е и с мм ирную горизонтальную магнитную составляющую Н естественного электромагнитного поця на поверхности горизонтально-слоистой среды при превьпчении Е порогового уровня, равного 3 . Селектируют СН -всплески составляющей К с дли- те.пьностью К Г , где- К. .. ,2 , Гср 0,5. Определяют спектральные плот- EiocTH вертикальной электрической и суммарной горизонтальной магнитной составляющих поля. Определяют грп- ничную частоту волновой зоны СНЧ- всплеска по отношению скорости света к расстоянию R до СНЧ--псплеска. Выбирают из записей поле11 Ец и Н реализа щи, соответстпую11че по времени выбранному СНЧ-всплеску. Определяют спектральные плотности гори- .зонтальных взаимно перпендикулярных составляюй их электрического и магнитного полей для f f го и параметры горизонтально-слоистой среды. с (О ЯкеА ы СП ю