ELECTROMAGNETIC DIAGNOSTICS OF VITIM PLATEAU AND BUREYA MASSIF ROCKS IN ELF-VLF RADIO SPECTRUM BANDS

Full Text

В связи с освоением Озернинского рудного узла [1] и началом проектирования рокадной железной дороги от Транссибирской магистрали до Байкало-Амурской железной дороги в районе Озернинского горнопромышленного узла актуальной на востоке России стала задача изучения электрических свойств горных пород Витимского плоскогорья, а также Буреинского массива. Цель исследований - геоэлектрическое картирование двух участков на востоке России со сложным геологическим строением. В докладе дано обобщенное статистическое описание электрических свойств горных пород Витимского плоскогорья и Буреинского массива в СНЧ-ОНЧ-диапазонах радиоволн по данным радиоимпедансного зондирования (РИЗ). Техника эксперимента и методика обработки результатов подробно рассмотрены в работах [2; 3]. На Витимском плоскогорье работы выполнены на участках «Сосновоозерский», «Багдаринский», а также на профиле «оз. Баунт - Багдарин». Результаты статистической обработки эффективного сопротивления р_ горных пород на участках «Сосновоозерский» и «Багдарин-ский» представлены в табл. 1. На профиле «оз. Баунт -Багдарин» протяженностью 90 км эффективное сопротивление р_ изменяется в широких пределах от 350 до 7 200 Ом · м, в среднем р_ = 2 000-2 400 Ом · м, 85 % р_ выше 1 000 Ом · м. Гистограммы распределения гранитоидов и метаморфических пород приведены на рис. 1. На Витимском плоскогорье распространены многолетнемерзлые горные породы. Интерпретация частотной зависимости модуля и фазы поверхностного импеданса для мерзлоты Витимского плоскогорья приведена на рис. 2. Карта эффективного сопротивления участка «Багдаринский» на частоте 17,4 кГц приведена на рис. 3. Измерения в СНЧ-диапазоне выполнены в 5 пунктах на частотах 44 и 82 Гц с использованием радиополя установки «Зевс» [4]. Схема расположения пунктов наблюдений приведена на рис. 4. Результаты измерений модуля поверхностного импеданса |δ|, фазы φδ и эффективного сопротивления р_ представлены в табл. 2. Аэроработы на Буреинском кристаллическом массиве выполнены на 9 маршрутах участка «Ниман-ский». Общая длина маршрутов - 587 км, при расстоянии между маршрутами 5 км исследованный участок имеет площадь 2 600 км. Схема маршрутов участка «Ниманский» приведена на рис. 5. Гистограммы распределения р_ трех комплексов горных пород, а также всего участка «Ниманский» приведены на рис. 6. Результаты статистической обработки р_ на частоте 17,4 кГц для каждого маршрута и трех основных комплексов горных пород приведены в табл. 3. Как видно из табл. 3, наиболее низкие значения р_ имеют юрские и меловые осадочные отложения, а метаморфические породы протерозоя и синийские образования по величине р_ сходны с разновозрастными гранитоидами. *Работа выполнена при поддержке Интеграционного проекта СО РАН №11, гранта РФФИ №12-02-98002. 179 Раздел 2. Радиофизические методы диагностики окружающей среды. Алгоритмы, инструменты и результаты Таблица 1 Статистическая обработка эффективного сопротивления р_ горных пород Горные породы /, кГц N Р_/Рс.г., Ом · м σρ/σΐ8Ρ рмакс/рмин Участок Кристаллические породы Гранитоиды палеозойские 17,4 619 2 900 2 200 2 300 0,33 15 500 300 Багдаринский Метаморфические породы 17,4 392 3 200 2 700 1 900 0,25 1 300 400 Багдаринский Гранитоиды палеозойские 22,3 983 1 700 1 400 1 200 0,31 7 200 140 Сосново-озерский Фельзитпорфиры, ортофи-ры, их туфы 22,3 220 1 300 900 1 000 0,38 100 000 40 Сосново-озерский Трахибазальты, их туфы, туфобрекчии 22,3 53 770 520 740 0,42 3 300 50 Багдаринский Осадочные породы Конгломераты с прослоями гравелитов юрского возраста 22,3 113 340 270 210 0,35 1 350 16 Еравнинская впадина Мезокайнозойские песчано-глинистые отложения 22,3 122 280 220 240 0,32 840 25 Еравнинская впадина Осадочные коры выветривания на гра-нитоидах 22,3 199 480 380 290 0,33 1 600 20 Еравнинский останец б Рис. 1. Гистограммы распределения эффективного сопротивления гранитоидов (а) и метаморфических пород (б) на участке «Багдаринский»; гранитоидов (в) на участке «Сосновоозерский» а в Рис. 2. Результаты интерпретации частотной зависимости модуля и фазы импеданса для мерзлоты Витимского плоскогорья 180 Вестник СибГАУ. № 5 (51). 2013 108° 114° Рис. 4. Схема расположения пунктов наблюдений в СНЧ-диапазоне Таблица 2 Измерения модуля поверхностного импеданса |δ|, фазы φδ и эффективного сопротивления р_ Пункт наблюдения 44 Гц 82 Гц |δ| · 10 φδ, град р_, кОм · м |δ| · 10 φδ, град р_, кОм · м 1 Поповское - - - 8,4 -38 15,9 11 т. 317 4,9 -22 14,2 5,4 -20 10,1 12 Колчеданный 6,2 -8 58 6,1 -11 22 14 Кыргында 1,6 -5 6 1,9 -7 3,4 15 Тулдун 0,42 -19 0,11 0,61 -34 0,09 Рис. 5. Схема маршрутов участка «Ниманский» а б в г Рис. 6. Гистограммы распределения р_ на частоте 17,4 кГц различных типов (а-в) и всех комплексов горных пород участка «Ниманский» на Буреинском массиве (г) 181 Раздел 2. Радиофизические методы диагностики окружающей среды. Алгоритмы, инструменты и результаты Таблица 3 Статистическая обработка р_ на частоте 17,4 кГц Номер маршрута, комплекс N рт, Ом ■ м °lgi min max с. а. σΡ с. г. 60 185 300 18 500 3 740 3 220 2 750 0,34 59 146 165 28 700 5 200 5 580 2 890 0,49 58 146 225 15 000 5 170 3 420 3 790 0,39 57 153 560 21 400 7 970 4 940 6 230 0,34 56 166 900 19 000 8 780 4 900 7 100 0,31 55 157 1280 32 100 11 000 6 840 8 900 0,3 54 179 115 25 500 5 880 4 220 4 670 0,31 53 182 1 250 44 500 11 800 8 150 9 740 0,27 52 189 115 33 500 8 000 5 940 5 970 0,34 J + K 121 165 3 300 1 400 720 1 180 0,29 PR + Sn 303 115 35 000 8 200 5 890 6 400 0,33 y(PR, PZ) 1 079 115 44 500 7 980 6 080 5 980 0,35 Проведена классификация и получены статистические характеристики эффективного сопротивления для различных комплексов горных пород в районах Витимского плоскогорья и Буреинского массива в СДВ-диапазоне радиоволн. Установлена значительная дифференциация эффективного сопротивления между осадочными и кристаллическими породами, выявлено хорошее совпадение электрических границ различных комплексов горных пород с геологическими границами. Для однотипных пород статистическое распределение р~ соответствует логнормальному закону. Библиографические ссылки

About the authors

D. G. Buyanova

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

Email: buddich@mail.ru
6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

Yu. B. Bashkuev

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

Email: buddich@mail.ru
6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

V. B. Khaptanov

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

Email: buddich@mail.ru
6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

V. R. Advokatov

Institute of Physical Materials Science of the Russian Academy of Sciences Siberian branch

Email: buddich@mail.ru
6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

References

Supplementary files