ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№4(41) октябрь - декабрь 2018

О параметризации геоэлектрической модели в задачах аэроэлектроразведки в средах с рельефом и слоями переменной толщины

Выпуск № 4 (41) октябрь - декабрь 2018
Авторы:

Киселев Дмитрий Сергеевич,
Кондратьев Николай Владимирович,
Кошкина Юлия Игоревна,
Вагин Денис Владимирович,
Персова Марина Геннадьевна,
Соловейчик Юрий Григорьевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2018-4-77-92
Аннотация

Работа посвящена методу геометрической 3D-инверсии данных аэроэлектроразведки во временной области в существенно неоднородных геологических средах, характеризующихся резкими перепадами высот рельефа поверхности Земли, изменяющимися толщинами контрастных по проводимости слоев, наличием латеральных неоднородностей проводимости в слоях, перекрывающих локальные целевые объекты. В рассматриваемых ситуациях, во-первых, невозможно «визуально» по форме снятых сигналов определить наличие и положение целевого объекта, а во-вторых, неучет сложной формы рельефа поверхности Земли и границ между другими слоями геоэлектрической модели может приводить либо к пропуску целевых объектов, либо к появлению ложных аномалий. Метод основан на использовании специальной параметризации, которая включает в себя физические свойства структурных частей геоэлектрической модели и их геометрические характеристики. Важной отличительной особенностью является параметризация изогнутых границ между слоями геоэлектрической модели с помощью опорных точек, определяющих плавную деформацию этих границ в процессе нелинейной 3D-инверсии. Для описания таких поверхностей используются бикубические сплайны. Работоспособность предлагаемого подхода показана на примере обработки синтетических данных, полученных для сложной геоэлектрической модели среды с рельефом и верхним проводящим латерально неоднородным слоем переменной толщины, построенной как обобщение результатов интерпретации данных электромагнитных зондирований по ряду площадей Восточной Сибири. Показано, что за небольшое количество итераций местоположение (как в плане, так и по глубине) целевого объекта в виде кимберлитовой трубки и его основные характеристики были определены с достаточно высокой точностью.


Ключевые слова: аэроэлектроразведка, метод конечных элементов, 3D-инверсия, рельеф, электромагнитное поле

Список литературы
  1. Kaminski V., Prikhodko A., Oldenburg D. Using ERA low frequency E-field profiling and UBC 3D frequency-domain inversion to delineate and discover a mineralized zone in Porcupine district, Ontario, Canada // SEG Technical Program Expanded Abstracts. – 2011. – Vol. 30 (1). – P. 1262–1266. – doi: 10.1190/1.3627433.
  2. Parametric 3D inversion of airborne time domain electromagnetics / M.S. McMillan, D.W. Oldenburg, E. Haber, C. Schwarzbach // ASEG Extended Abstracts. – 2015. – Vol. 2015 (1). – P. 1–5. – doi: 10.1071/ASEG2015ab101.
  3. Haber E., Schwarzbach C. Parallel inversion of large-scale airborne time-domain electromagnetic data with multiple OcTree meshes // Inverse Problems. ? 2014. ? Vol. 30, N 5. – P. 055011. – doi: 0266-5611/14/055011.
  4. Liu Y., Yin C. 3D inversion for multipulse airborne transient electromagnetic data // Geophysics. – 2015. – Vol. 81 (6). – P. E401–E408. – doi: 10.1190/geo2015-0481.1.
  5. Oldenburg D.W., Haber E., Shekhtman R. Three dimensional inversion of multisource time domain electromagnetic data // Geophysics. – 2013. – Vol. 78 (1). – P. E47–E57. – doi: 10.1190/geo2012-0131.1.
  6. Yang D., Oldenburg D.W. Three-dimensional inversion of airborne time-domain electromagnetic data with applications to a porphyry deposit // Geophysics. – 2012. – Vol. 77, N 2. – P. B23–B34. – doi: 10.1190/geo2011-0194.1.
  7. Yang D., Oldenburg D.W., Haber E. 3-D inversion of airborne electromagnetic data parallelized and accelerated by local mesh and adaptive soundings // Geophysical Journal International. ? 2014. ? Vol. 196, N 3. ? P. 1492–1507. – doi: 10.1093/gji/ggt465.
  8. Dehiya R.S.A., Gupta P.K., Israil M. Interpretation of CSEM data using 2D block inversion algorithm // Extended Abstract, 22nd EM Induction Workshop. ? Weimar, Germany, 2014. – P. 4.
  9. Multiple body parametric inversion of frequency- and time-domain airborne electromagnetics / M.S. McMillan, C. Schwarzbach, E. Haber, D.W. Oldenburg // SEG Technical Program Expanded Abstracts. ? 2016. ? Vol. 35 ? P. 846–851. – doi: 10.1190/segam2016-13868448.1.
  10. 3D parametric hybrid inversion of time-domain airborne electromagnetic data / M.S. McMillan, C. Schwarzbach, E. Haber, D. W. Oldenburg // Geophysics. ? 2015. ? Vol. 80, N 6. ? P. K25–K36. – doi: 10.1190/geo2015-0141.1.
  11. Application of the marine circular electric dipole method in high latitude Arctic regions using drifting ice floes / V. Mogilatov, M. Goldman, M. Persova, Yu. Soloveichik, Yu. Koshkina, O. Trubacheva, A. Zlobinskiy // Journal of Applied Geophysics. – 2016. – Vol. 135. – P. 17–31. – doi: 10.1016/j.jappgeo.2016.08.007.
  12. Geometrical nonlinear 3D inversion of airborne time domain EM data / M.G. Persova, Yu.G. Soloveichik, Yu.I. Koshkina, D.V. Vagin, O.S. Trubacheva // Near Surface Geoscience 2016 – First Conference on Geophysics for Mineral Exploration and Mining. Extended abstract. – Barcelona, 2016. – doi: 10.3997/2214-4609.201602114.
  13. Методы и алгоритмы восстановления трехмерной структуры проводимости и поляризуемости среды по данным электромагнитных зондирований на основе конечноэлементного 3D-моделирования / М.Г. Персова, Ю.Г. Соловейчик, Г.М. Тригубович, М.Г. Токарева // Физика Земли. – 2013. – Т. 3. – С. 30–45.
  14. Singh A.D.R., Gupta P.K., Israil M. Development of block Inversion algorithm and its comparison with cell inversion schemes // Extended Abstract, 22nd EM Induction Workshop. ? Weimar, Germany, 2014. – P. 4.
  15. The topography effect on the airborne EM data / M.G. Persova, Yu.G. Soloveichik, D.V. Vagin, D.S. Kiselev, Yu.I. Koshkina, I.I. Patrushev, E.I. Simon // Saint Petersburg 2018. Innovations in Geosciences – Time for Breakthrough, St. Petersburg, Russia, 9–12 April 2018. – St. Petersburg, 2018. – doi: 10.3997/2214-4609.201800314.
  16. 3D time-domain airborne EM forward modeling with topography / C. Yin, Y. Qi, Y. Liu, J. Cai // Journal of Applied Geophysics. – 2016. – Vol. 134. – P. 11–22. – doi: 10.1016/j.jappgeo.2016.08.002.
  17. Multidimensional processing of the airborne EM data in the complex media / M.G. Persova, Yu.G. Soloveichik, D.V. Vagin, P.A. Domnikov, D.S. Kiselev, Yu.I. Koshkina, E.I. Simon // Engineering and mining geophysics 2018: 14 conference and exhibition, Kazakhstan, Almaty, 23–27 Apr. 2018. – Almaty, 2018. – Art. У08-01 (46459). – doi: 10.3997/2214-4609.201800541.
  18. Соловейчик Ю.Г., Рояк М.Э., Персова М.Г. Метод конечных элементов для решения скалярных и векторных задач. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. ? 896 с.
  19. Применение неконформных сеток с шестигранными ячейками для 3D-моделирования технологий аэроэлектроразведки / М.Г. Персова, Ю.Г. Соловейчик, Д.В. Вагин, Д.С. Киселев, Н.В. Кондратьев, Ю.И. Кошкина, О.С. Трубачева // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. ? 2018. – № 1 (38). ? C. 64–79. – doi: 10.17212/1727-2769-2018-1-64-79.
  20. Finite-element solution to multidimensional multisource electromagnetic problems in the frequency domain using non-conforming meshes / Yu.G. Soloveichik, M.G. Persova, P.A. Domnikov, Yu.I. Koshkina, D.V. Vagin // Geophysical Journal International. ? 2018. ? Vol. 212, N 3. ? P. 2159–2193. – doi: 10.1093/gji/ggx530.
Благодарности. Финансирование

 Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (№ гранта МК-5010.2018.9).

Для цитирования:

О параметризации геоэлектрической модели в задачах аэроэлектроразведки в средах с рельефом и слоями переменной толщины / Д.С. Киселев, Н.В. Кондратьев, Ю.И. Кошкина, Д.В. Вагин, М.Г. Персова, Ю.Г. Соловейчик // Доклады АН ВШ РФ. – 2018. – № 4 (41). – C. 77–92. doi: 10.17212/1727-2769-2018-4-77-92

For citation:

Kiselev D.S., Kondratyev N.V., Koshkina Yu.I., Vagin D.V., Persova M.G., Soloveichik Yu.G.
O parametrizatsii geoelektricheskoi modeli v zadachakh aeroelektrorazvedki v sredakh s rel'efom i sloyami peremennoi tolshchiny [Parameterization of a geoelectrical model in airborne electromagnetic problems with applications to complex media including topography and varied thickness layers]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii – Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2018, no.4 (41), pp. 77–92. doi: 10.17212/1727-2769-2018-4-77-92.

Просмотров: 47