СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Статья посвящена проблеме эквивалентности трехмерных геоэлектрических моделей, получаемых в результате 3D-интерпретации данных аэроэлектроразведки в средах, где локальные проводящие тела перекрыты неоднородным приповерхностным слоем. Для проведения исследований были использованы данные аэроэлектроразведки, выполненной на территории Creighton (Канада) при поиске полиметаллических руд. Для построения геоэлектрической модели использовалась двухэтапная 3D-инверсия. Первый этап 3D-инверсии заключался в восстановлении приповерхностных структур по данным съемки, полученным ранее. Второй этап 3D-инверсии основывался на карте невязок, построенной по практическим сигналам и сигналам, полученным после первого этапа 3D-инверсии, полученным позднее. По карте невязок задавались стартовые положения локальных тел под перекрывающим слоем и в ходе локальных 3D-инверсий определялись их геометрия и свойства. По результатам 3D-инверсии было выделено локальное проводящее тело, подтверждаемое данными бурения. Для трехмерной модели этого тела проводился анализ эквивалентности. Были рассмотрены различные варианты стартовых моделей, отличающиеся количеством блоков, описывающих тело, а также варианты изменения размеров блоков в модели, полученной в результате 3D-инверсии. Было установлено, что основная эквивалентность связана с большим расстоянием между полетными линиями, которое значительно больше расстояния между положениями установки на профиле. Поэтому большинство эквивалентных моделей характеризуется уменьшением размера блоков в направлении, ортогональном профилям, за счет увеличения их размера вдоль профиля и изменения сопротивления. При этом по критерию проводки скважин полученные эквивалентные модели были достаточно близкими, т.?е. с геологической точки зрения принципиальной разницы между полученными эквивалентными моделями не было получено.

1. Scholl C., Neumann J., Watts M.D. Geo-steered 3D inversion of airborne electromagnetic data in rugged terrain // First European Airborne Electromagnetics Conference. – Turin, 2015. – P. 1–5. – DOI: 10.3997/2214-4609.201413864.

2. Christensen N. Resolution attributes for geophysical inversion models: Depth of investigation and novel measures // Near Surface Geophysics. – 2021. – Vol. 20. – P. 3–15. – DOI: 10.1002/nsg.12188.

3. Christensen N., Lawrie K. Resolution analyses for selecting an appropriate airborne electromagnetic (AEM) system // Exploration Geophysics. – 2012. – Vol. 43. – P. 213–227. – DOI: 10.1071/EG12005.

4. Rapid approximate inversion of airborne TEM / P. Fullagar, G. Pears, J. Reid, R. Schaa // Exploration Geophysics. – 2015. – Vol. 46. – P. 112–117. – DOI: 10.1071/EG14046.

5. Hansen T., Minsley B. Inversion of airborne EM data with an explicit choice of prior model // Geophysical Journal International. – 2019. – Vol. 218. – P. 1348–1366. – DOI: 10.1093/gji/ggz230.

6. Finite-element analysis of controlled-source electromagnetic induction using Coulomb-gauged potentials / E.A. Badea, M.E. Everett, G.A. Newman, O. Biro // Geophysics. – 2001. – Vol. 66 (3). – P. 786–799. – DOI: 10.1190/1.1444968.

7. Parallel 3-D marine controlled-source electromagnetic modelling using high-order tetrahedral Nedelec elements / O. Castillo-Reyes, J. de la Puente, L.E. Garcia-Castillo, J.M. Cela // Geophysical Journal International. – 2019. – Vol. 219 (1). – P. 39–65. – DOI: 10.1093/gji/ggz285.

8. Grayver A.V., Bürg M. Robust and scalable 3-D geo-electromagnetic modelling approach using the finite element method // Geophysical Journal International. – 2014. – Vol. 198 (1). – P. 110–125. – DOI: 10.1093/gji/ggu119.

9. Application of the marine circular electric dipole method in high latitude Arctic regions using drifting ice floes / V. Mogilatov, M. Goldman, M. Persova, Y. Soloveichik, Y. Koshkina, O. Trubacheva, A. Zlobinskiy // Journal of Applied Geophysics. – 2016. – Vol. 135. – P. 17–31. – DOI: 10.1016/j.jappgeo.2016.08.007.

10. Newman G.A., Alumbaugh D.L. Frequency?domain modelling of airborne electromagnetic responses using staggered finite differences // Geophysical Prospecting. – 1995. – Vol. 43 (8). – P. 1021–1042. – DOI: 10.1111/j.1365-2478.1995.tb00294.x.

11. Finite element solution to 3-D airborne time-domain electromagnetic problems in complex geological media using non-conforming hexahedral meshes / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, D.V. Vagin, D.S. Kiselev, Y.I. Koshkina // Journal of Applied Geophysics. – 2019. – Vol. 172. – P. 103911. – DOI: 10.1016/j.jappgeo.2019.103911.

12. Efficient modeling of time-domain AEM using finite-volume method / X. Ren, C. Yin, Y. Liu, J. Cai, C. Wang, F. Ben // Journal of Environmental and Engineering Geophysics. – 2017. – Vol. 22 (3). – P. 267–278. – DOI: 10.2113/JEEG22.3.267.

13. Transient electromagnetic modelling of an isolated wire loop over a conductive medium / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, G.M. Trigubovich, D.V. Vagin, P.A. Domnikov // Geophysical Prospecting. – 2014. – Vol. 62 (5). – P. 1193–1201. – DOI: 10.1111/1365-2478.12122.

14. Improving the computational efficiency of solving multisource 3-D airborne electromagnetic problems in complex geological media / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, D.V. Vagin, D.S. Kiselev, A.P. Sivenkova, A.M. Grif // Computational Geosciences. – 2021. – Vol. 25. – P. 1957–1981. – DOI: 10.1007/s10596-021-10095-6.

15. Тихонов А.Н. О некорректных задачах линейной алгебры и устойчивом методе их решения // Доклады АН СССР. – 1965. – Т. 163, № 3. – С. 591–594.

16. Geometric 3-D inversion of airborne time-domain electromagnetic data with applications to kimberlite pipes prospecting in a complex medium / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, G.M. Trigubovich, D.V. Vagin, A.M. Grif, D.S. Kiselev, A.P. Sivenkova // Journal of Applied Geophysics. – 2022. – Vol. 200. – P. 104611. – DOI: 10.1016/j.jappgeo.2022.104611.

17. Three?dimensional inversion of airborne data with applications for detecting elongated subvertical bodies overlapped by an inhomogeneous conductive layer with topography / M.G. Persova, Y.G. Soloveichik, D.V. Vagin, D.S. Kiselev, A.M. Grif, Y.I. Koshkina, A.P. Sivenkova // Geophysical Prospecting. – 2020. – Vol. 68 (7). – P. 2217–2253. – DOI: 10.1111/1365-2478.12979.

18. Oldenburg D.W., McGillivray P.R., Ellis R.G. Generalized subspace methods for large-scale inverse problems // Geophysical Journal International. – 1993. – Vol. 114 (1). – P. 12–20. – DOI: 10.1111/j.1365-246X.1993.tb01462.x.

19. Fleming D., Sidhu G. 2015 Diamond Drilling Assessment Report (MAW758 – Bigstone Project). – Vancouver: Foran Mining Corporation, 2015. – 309 p. – URL: http://mineral-assessment.saskatchewan.ca (accessed: 04.06.2024).

20. New airborne geophysical surveys in the Creighton–Flin Flon area / O. Mahmoodi, R.O. Maxeiner, R. Morelli, O. Boulanger // Summary of Investigations 2018. Vol. 2. Saskatchewan Geological Survey: Miscellaneous Report 2018-4.2. – Saskatchewan Ministry of Energy and Resources, 2018. – Paper A-7. – DOI: 10.13140/RG.2.2.23861.01762.