Теоретическое и экспериментальное исследование эффекта холла в геологической среде методом зондирования

Содержание

Слайд 2

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВП – вызванная поляризация ВЧР – верхняя часть разреза

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВП – вызванная поляризация
ВЧР – верхняя часть разреза
ВЭЗ – вертикальные

электрические зондирования
ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система
ЗВТ – зондирования вертикальными токами
ЗС – зондирования становлением электромагнитного поля
ЗСБ – зондирования становлением электромагнитного поля в ближней зоне
КЭД – круговой электрический диполь
МТЗ – магнитотеллурические зондирования
ОГТ – общая глубинная точка
УЭС – удельное электрическое сопротивление
Слайд 3

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ э.д.с. – электродвижущая сила GPS – Global positioning system

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

э.д.с. – электродвижущая сила
GPS – Global positioning system (Cистема глобального

позиционирования)
ICGEM – International centre for global earth models (Международный центр глобальных моделей Земли)
NOAA – National oceanic and atmospheric administration (Национальное управление океанических и атмосферных исследований)
SRTM – Shuttle radar topography mission (Шаттловая радиолокационная топографическая миссия)
UTM – Universal transverse Mercator (Универсальная поперечная проекция Меркатора)
WGS84 – World geodetic system 1984 (Всемирная геодезическая система 1984)
Слайд 4

ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЙ Цель: обнаружение эффекта Холла в геологических средах Для достижения

ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Цель: обнаружение эффекта Холла в геологических средах
Для достижения этой цели

в период с 8 по 15 июля 2018 г. и с 1 по 21 июля 2019 г. сотрудниками лаборатории геоэлектрики ИНГГ СО РАН проводились полевые исследования в рамках гранта РФФИ № 17-05-00083 а «Проявления эффекта Холла при электро-магнитных зондированиях земной коры и верхней мантии»
Исследования были выполнены методами зондирований становле-нием электромагнитного поля в ближней зоне (ЗСБ) и магнитотел-лурического зондирования (МТЗ)
Слайд 5

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

Слайд 6

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

 

Слайд 7

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

 

Слайд 8

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

 

Слайд 9

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ МЕТОДОМ ЗСБ (слева),

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ МЕТОДОМ ЗСБ (слева), СХЕМА

ИЗМЕРЕНИЙ МЕТОДОМ ЗСБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТА ХОЛЛА (справа)
Слайд 10

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ Удаленность участка работ от населенных пунктов,

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Удаленность участка работ от населенных пунктов, коммуникаций,

инженерных сооружений и промышленных объектов для уменьшения уровня электромагнитных помех
Отсутствие густой и высокой кустарниковой и древесной растительности, а также резких перепадов рельефа для исключения помех из-за невозможности максимально точно расположить генераторно-измерительный комплекс на местности
Горизонтально-слоистая геологическая среда на территории проведения работ для исключения влияния локальных неоднородностей на результаты измерений
Слайд 11

ВЫБОР РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЫБОР РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Слайд 12

РЕЛЬЕФ (слева, по данным SRTM) И ПЕЙЗАЖ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ (справа)

РЕЛЬЕФ (слева, по данным SRTM) И ПЕЙЗАЖ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ (справа)

Слайд 13

РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ ПОД ЭЛЕМЕНТАМИ ГЕНЕРАТОРНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА (по данным SRTM)

РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ ПОД ЭЛЕМЕНТАМИ ГЕНЕРАТОРНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА (по данным SRTM)

Слайд 14

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ И ГЕОФИЗИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ УЧАСТКА РАБОТ Геологические отчёты

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ И ГЕОФИЗИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ УЧАСТКА РАБОТ

Геологические отчёты и

карты (архивные и свободно распространяемые)
Литература по геологии СССР и России
Результаты ВЭЗ Барабинской геофизической экспедиции за 1948 г.
Результаты полевых измерений ЗСБ и МТЗ 2018 и 2019 гг.
Наземные и спутниковые грави- и магнитометрические данные
Слайд 15

РАЗРЕЗ ОГТ ПО ПРОФИЛЮ А-Б, ПЕРЕСЕКАЮЩЕМУ С З НА В ЗАПАДНУЮ

РАЗРЕЗ ОГТ ПО ПРОФИЛЮ А-Б, ПЕРЕСЕКАЮЩЕМУ С З НА В ЗАПАДНУЮ

ПОЛОВИНУ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ, ГДЕ ВЫДЕЛЕННАЯ КРАСНЫМ ОБЛАСТЬ СООТВЕТСТВУЕТ ТЕРРИТОРИИ ТАТАРСКОГО РАЙОНА
Слайд 16

КРИВЫЕ ВЭЗ ДЛЯ т.н. №57-62 БАРАБИНСКОЙ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ 1948 г.

КРИВЫЕ ВЭЗ ДЛЯ т.н. №57-62 БАРАБИНСКОЙ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ 1948 г.

Слайд 17

КРИВЫЕ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СООСНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ: «БОЛЬШИХ» (слева) В т. QQ

КРИВЫЕ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СООСНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ: «БОЛЬШИХ» (слева) В т. QQ

И «МАЛЫХ» (справа) НА ДАЛЬНИХ КОНЦАХ ЛИНИЙ MN (2018 И 2019 гг.)
Слайд 18

ОДНОМЕРНЫЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ РАЙОНА РАБОТ ПО ДАННЫМ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

ОДНОМЕРНЫЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ РАЙОНА РАБОТ ПО ДАННЫМ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Слайд 19

НАЗЕМНЫЕ ГРАВИ- И МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РАЙОНА РАБОТ

НАЗЕМНЫЕ ГРАВИ- И МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РАЙОНА РАБОТ

Слайд 20

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧАСТКА РАБОТ

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧАСТКА РАБОТ

Слайд 21

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ УЧАСТКА РАБОТ

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ УЧАСТКА РАБОТ

Слайд 22

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ 2018/2019

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ 2018/2019

Слайд 23

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ 2019 г. QQ – центр установки

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ 2019 г.

QQ – центр установки МТЗ,

а также генераторной и измерительной петель ЗСБ
Q1Q2Q3Q4 – генераторная петля ЗСБ (500х500 м)
Q5Q6Q7Q8 – измерительная петля ЗСБ (100х100 м)
N11N12N13N14, N21N22N23N24, N31N32N33N34, N41N42N43N44 – измерительные петли ЗСБ (10x10 м)
M1N1, M2N2, M3N3, M4N4 – измерительные линии ЗСБ (1 км) для регистрации компоненты Er
M1Efi1, M2Efi2, M3Efi3, M4Efi4 – измерительные линии ЗСБ (100 м) для регистрации компоненты Eφ
Слайд 24

ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ ЗСБ Измерения методом ЗСБ осуществлялись двумя типами измери-тельной аппаратуры:

ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ ЗСБ

Измерения методом ЗСБ осуществлялись двумя типами измери-тельной аппаратуры:
Измеритель

«Цикл-7»
Аппаратура «FastSnap» для электромагнитных зондирований
В качестве генераторной группы выступали коммутатор тока и блок управления «Цикл-T50», ток составлял 11.5-12.5 А
Слайд 25

КРИВЫЕ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СООСНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ: «БОЛЬШИХ» (слева) В т. QQ

КРИВЫЕ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СООСНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ: «БОЛЬШИХ» (слева) В т. QQ

И «МАЛЫХ» (справа) НА ДАЛЬНИХ КОНЦАХ ЛИНИЙ MN (2018 И 2019 гг.)
Слайд 26

 

Слайд 27

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВА-НИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗМЕРИ-ТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ НА СИГНАЛЫ, РЕГИСТРИРУЕМЫЕ В РАДИАЛЬНЫХ ЛИНИЯХ MN

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВА-НИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗМЕРИ-ТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ НА СИГНАЛЫ,

РЕГИСТРИРУЕМЫЕ В РАДИАЛЬНЫХ ЛИНИЯХ MN
Слайд 28

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ УСТАНОВКИ. СИГНАЛЫ В ЛИНИИ MN ОТ ИСКАЖЕННОЙ УСТАНОВКИ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ УСТАНОВКИ. СИГНАЛЫ В ЛИНИИ MN ОТ ИСКАЖЕННОЙ

УСТАНОВКИ
Слайд 29

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ ОТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ ИСКАЖЕННОЙ ЛИНИИ M2N2 НА ПЕРВОМ УЧАСТКЕ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ ОТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ ИСКАЖЕННОЙ ЛИНИИ M2N2 НА ПЕРВОМ УЧАСТКЕ

Слайд 30

 

Слайд 31

ИСТОЧНИК (ПЕТЛЯ), ВТОРИЧНЫЕ ТОКИ И ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

ИСТОЧНИК (ПЕТЛЯ), ВТОРИЧНЫЕ ТОКИ И ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Слайд 32

ПАРАМЕТРЫ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ НА УЧАСТКЕ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ДАННЫМ BGS И NOAA

ПАРАМЕТРЫ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ НА УЧАСТКЕ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ДАННЫМ

BGS И NOAA
Слайд 33

 

Слайд 34

«меридиональные» сигналы «широтные» сигналы

 

«меридиональные»
сигналы

«широтные»
сигналы

Слайд 35

ВОЗМОЖНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ

ВОЗМОЖНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ

 

Слайд 36

КРУГОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИПОЛЬ (КЭД) – УСТАНОВКА МЕТОДА ЗОНДИРОВАНИЙ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ТОКАМИ (ЗВТ)

КРУГОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИПОЛЬ (КЭД) – УСТАНОВКА МЕТОДА ЗОНДИРОВАНИЙ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ТОКАМИ (ЗВТ)

Слайд 37

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведены первые целенаправленные полевые исследования с целью обнаружения эффекта Холла

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведены первые целенаправленные полевые исследования с целью обнаружения эффекта Холла в

геологической среде
На основании результатов работ можно с уверенностью заключить, что поставленная цель достигнута
Получена оценка холловской проводимости ~0.002 См/м
Достоверность полученных результатов подтверждена повторными и дополнительными экспериментальными исследованиями, анализом полученного материала на соответствие теории и математическим моделированием
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант 17-05-00083 а
Слайд 38

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА ДИССЕРТАЦИИ Работа с фондовыми материалами по территории проведения

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА ДИССЕРТАЦИИ

Работа с фондовыми материалами по территории проведения полевых

экспериментов, литературными и интернет-источниками по эффекту Холла
Разработка методики, подготовка и проведение полевых работ
Работа с результатами полевых исследований (обработка и интерпретация результатов измерений методами ВЭЗ, ЗСБ и МТЗ, построение геоэлектрической модели участка работ, анализ результатов целевых экспериментов по обнаружению эффекта Холла в геологической среде и методических работ)
Построение геолого-геофизической модели участка работ (комплексирование данных электроразведки, наземных и спутниковых грави- и магнитометрии)
Представление полученных результатов на научных конференциях, а также подготовка отчётной документации по гранту РФФИ и публикаций в рецензируемых научных журналах
Слайд 39

ИМЕЮЩИЕСЯ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ Гурьев В.А., Могилатов

ИМЕЮЩИЕСЯ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

Гурьев В.А., Могилатов В.С.,

Потапов В.В. Участие в полевых экспе-риментах по выявлению эффекта Холла в геологической среде // IX Сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле (Ново-сибирск, Россия, 19-23 ноября 2018): Материалы конференции. – 2018. – С. 162-164
Гурьев В.А., Могилатов В.С. Полевые эксперименты по исследова-нию эффекта Холла // Материалы 57-й Международной научной студенческой конференции. (Новосибирск, Россия, 14-19 апреля 2019). – 2019. – С. 44
Гурьев В.А., Могилатов В.С., Потапов В.В. Исследования по обнару-жению эффекта Холла в геологической среде (обоснование повтор-ных экспериментов) // Интерэкспо ГЕО-Сибирь: XV Междунар. науч. конгр. (Новосибирск, Россия, 24-26 апреля 2019): Междунар. науч. конф. "Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископае-мых. Экономика. Геоэкология": Сборник материалов в 9 т. – 2019. – Т. 2. – № 2. – С. 87-94. – DOI: 10.18303/B978-5-4262-0098-2
Слайд 40

ИМЕЮЩИЕСЯ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ Могилатов В.С., Потапов

ИМЕЮЩИЕСЯ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

Могилатов В.С., Потапов В.В.,

Захаркин А.К., Шеин А.Н., Гурьев В.А. Повторные исследования по обнаружению эффекта Холла в геологи-ческой среде // Геодинамика. Геомеханика и геофизика: Материалы девятнадцатой Всероссийской конференции (Солонешное, Рос-сия, 22-28 июля 2019). – 2019. – С. 115-117
Гурьев В.А., Могилатов В.С., Потапов В.В. Исследование эффекта Холла в геологической среде // Трофимуковские чтения – 2019: Материалы Всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых. (Новосибирск, Россия, 7-12 октября 2019). – 2019. – С. 64-66. – DOI: 10/2618-981X-2019-2-2-87-94
Могилатов В.С., Потапов В.В., Захаркин А.К., Гурьев В.А., Шеин А.Н. Экспериментальные исследования эффекта Холла в земле при зонди-рованиях становлением поля в ближней зоне // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331. – № 4. – С. 203-214. – DOI: 10.18799/24131830/2020/4/2608
Слайд 41

ИМЕЮЩИЕСЯ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ Могилатов В.С., Потапов

ИМЕЮЩИЕСЯ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

Могилатов В.С., Потапов В.В.,

Шеин А.Н., Гурьев В.А., Осипова П.С. Экспериментальное исследование влияния магнитного поля Земли на переходные процессы в геологической среде // EAGE. Geoscien-ces: Converting Knowledge into Resources (Санкт-Петербург, Россия, 6-9 апреля 2020). – 2020. – С. 1-5. – DOI: 10.3997/2214-4609.202053106
Гурьев В.А. Повторные полевые эксперименты по исследованию эф-фекта Холла // Материалы 58-й Международной научной студенчес-кой конференции МНСК-2020: Геология (Новосибирск, Россия, 10-13 апреля 2020). – 2020. – С. 45
Могилатов В.С., Потапов В.В., Шеин А.Н., Гурьев В.А. Эксперимен-тальное изучение влияния магнитного поля Земли на процесс уста-новления электрического тока в геологической среде // Геология и геофизика. – 2021. – DOI: 10.15372/GiG2020147 – В печати
Слайд 42

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Контакты: Гурьев Владимир Андреевич +79134697710 gurevva@ya.ru

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Контакты:
Гурьев Владимир Андреевич
+79134697710
gurevva@ya.ru

Слайд 43

БЛАГОДАРНОСТИ Автор выражает благодарности сотрудникам ИНГГ СО РАН и АО СНИИГГиМС:

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает благодарности сотрудникам ИНГГ СО РАН и АО СНИИГГиМС:
Научн. руководителю

– к.т.н., с.н.с. лаб. геоэлектрики ИНГГ СО РАН Потапову Владимиру Владимировичу
Коллегам – д.ф.-м.н., в.н.с. лаб. электромагн. полей ИНГГ СО РАН Плоткину Валерию Викторовичу; вед. эксперту АО СНИИГГиМС Былковой Анастасии Евгеньевне; к.ф.-м.н., с.н.с. лаб. геоэлектрики ИНГГ СО РАН Шеину Александру Николаевичу; к.т.н., гл. геофизику ООО «Цикл Гео» Захаркину Александру Кузьмичу