Главная Коллекция "Revolution" Геология, гидрология и геодезия Комплексные геофизические исследования при инженерных изысканиях по трассе прокладки электрического кабеля в Керченском проливе (по материалам ГНЦ "Южморгеология")

Комплексные геофизические исследования при инженерных изысканиях по трассе прокладки электрического кабеля в Керченском проливе (по материалам ГНЦ "Южморгеология")

Анализ комплекса геофизических исследований на акватории Керченского пролива Черного моря при инженерных изысканиях при прокладке электрического кабеля (по материалам ГНЦ "Южморгеология"). Методика проведения морских магнитометрических исследований.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 06.01.2016
Размер файла 2,9 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

(ФГБОУ ВПО "КубГУ")

Кафедра геофизических методов поисков и разведки

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Комплексные геофизические исследования при инженерных изысканиях по трассе прокладки электрического кабеля в Керченском проливе (по материалам ГНЦ "Южморгеология")

Работу выполнил Татарчук Я.С.

Факультет геологический

Научный руководитель,

профессор, д-р. технических наук, профессор В.И. Гуленко

Краснодар 2015

Содержание

  • Введение
  • 1. Геолого-геофизическая характеристика района работ
  • 1.1 Физико-географический очерк
  • 1.1.1 Гидрография
  • 1.1.2 Климат
  • 1.1.3 Экономико-географический очерк
  • 1.1.4 Транспорт
  • 1.1.5 Население
  • 1.2 Геолого-геофизическая изученность района работ
  • 1.2.1 Геологические исследования
  • 1.2.2 Геофизические исследования
  • 1.3 Краткие сведения о геологическом строении района инженерно-геологических изысканий
  • 1.3.1 Тектоника
  • 1.3.2 Стратиграфия
  • 1.3.2.1 Меловая система
  • 1.3.2.2 Палеогеновая и неогеновая системы
  • 1.3.2.3 Четвертичная система
  • 2. Аппаратура и методика полевых работ
  • 2.1 Аппаратурно-техническое обеспечение
  • 2.1.1 Морской дифференциальный магнитометр "300М Sea Spy Marine Magnetics" (Marine Magnetics, Канада)
  • 2.1.2 Гидролокатор бокового обзора "YellowFin" (Imagenex, США)
  • 2.2 Методика полевых работ
  • 2.2.1 Натурные испытания
  • 2.2.2 Методика проведения морских магнитометрических исследований
  • 2.2.3Методика проведения гидролокационных съёмок
  • 3. Методика обработки
  • 3.1 Полученные результаты интерпретации
  • 3.2 Решение обратной задачи методом характерных точек и методом касательных
  • Заключение
  • Список использованных источников

Введение

Настоящая выпускная квалификационная работа подготовлена по результатам геофизических исследований, выполненных ГНЦ "Южморгеология" в период с 02.07.14 по 23.07.14.

Целью выпускной квалификационной работы является изучение комплекса геофизических исследований при инженерных изысканиях по трассе прокладки электрического кабеля в Керченском проливе (по материалам ГНЦ "Южморгеология").

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Изучение геологического строения района работ

2. Изучение техники и методики

3. Изучение технологии обработки и интерпретации.

4. В самостоятельной части решалась обратная задачи магниторазведки для железосодержащего объекта массой 20 кг методами характерных точек и касательных

Для решения поставленных задач использовались материалы, собранные в ходе производственной практики в ГНЦ "Южморгеология". Настоящие геофизические исследования проводились на участке акватории Керченского пролива Черного моря (Таблица 1):

Таблица 1. Координаты участка работ

№ точки

WGS-84 UTM-37N

WGS-84

X, м

Y, м

гг. мм. сс. сс

гг. мм. сс. сс

1

312721

5030880

36.36.24.15

45.24.24.54

2

326183

5033726

36.46.40.06

45.26.07.02

Морские магнитометрические исследования масштаба осуществлялась для обнаружения металлических предметов антропогенного происхождения.

Целью гидролокационной съёмки являлось обследование поля глубин для выявления возможных объектов которые впоследствии могли помешать при прокладке кабеля, уточнения их характеристик и размеров. Обработка и комплексная интерпретация материалов осуществлялась для обнаружения металлических предметов антропогенного происхождения.

геофизическое исследование электрический кабель

1. Геолого-геофизическая характеристика района работ

1.1 Физико-географический очерк

Участок выполненных работ представляет собой полого холмисто-грядовую поверхность с высотными отметками от 0 до 160 м. Наиболее высокая точка суши - гора Комендантская с абсолютной отметкой 164,0 м. Рельеф, расчленённый с обилием оврагов, промоин и сухих балок. Крутизна склонов колеблется от 10о до 20о.

Рисунок 1 - Карта района работ

1.1.1 Гидрография

Речная сеть развита слабо. Имеющиеся небольшие ручьи в июне пересыхают. Некоторые из них перекрыты земляными плотинами, образуя небольшие водохранилища. Озёра побережья лиманного типа, неглубокие (0,8 - 1,5 м) и отделены от моря узкими песчаными косами. Вода в озёрах горько-солёная или солёная. Летом озёра сильно мелеют, значительно изменяя свои очертания и размеры. Береговая линия имеет сложное очертание за счёт многочисленных мелких лиманов и кос. Берег высокий (10-80 м) крутой с узким (15-20 м) прерывистым пляжем, сложенным песчаными отложениями с примесью галечника и ракушечника. Глубина Азовского моря не превышает 13 м. В Темрюкском заливе периодически возникают небольшие грязевулканические острова, которые быстро размываются. Керченский пролив, разделяющий Россию и Украину, имеет длину 41 км, ширину от 4,5 до 15 км и глубину не более 5 м. Течения в Азовском море изменчивы и зависят от направления ветра. При устойчивых ветрах с востока возникают сгонные явления, с запада - нагонные, с подъёмом воды до 5 м.

Наибольшая глубина черного моря достигает 2210 м, средняя - 1240. Широкий Таманский шельф (до 50 км) переходит в глубоководный конус выноса р. Дон и р. Кубань.

1.1.2 Климат

Таманский полуостров и Азовское море находятся в области умеренно-континентального климата с жарким засушливым летом и относительно мягкой пасмурной зимой. Средняя температура летом +24оС, зимой - минус 5оС. В декабре появляется лёд. В наиболее суровые зимы море замерзает на 3 месяца, и лёд проникает по Керченскому проливу до Чёрного моря. Климат Черного моря более мягкий. Среднегодовая температура колеблется от +11о до +14оС. Зимой средняя температура составляет +6о, летом около+24оС. Зимой и осенью преобладают восточные, а летом и весной - переменные (с некоторым преобладанием западных) ветры.

1.1.3 Экономико-географический очерк

Наиболее крупным населённым пунктом площади является станица Тамань с населением более 13 тыс. человек. На полуострове расположено ещё несколько станиц и посёлков с населением до 3 тыс. человек. В экономике Таманского полуострова основную роль играет садоводство, виноградарство и овцеводство, в небольшом объёме ведётся морской рыбный промысел. Промышленных предприятий, за исключением мелких заводов по переработке сельскохозяйственной продукции на площади листа нет.

1.1.4 Транспорт

По северной части Таманского полуострова проходит однопутная не электрифицированная железная дорога, соединяющая Россию с Крымом. Ко всем населённым пунктам ведут улучшенные шоссейные дороги с асфальтовым или бетонным покрытием.

1.1.5 Население

Население района преимущественно русско-украинское. Значительная его часть занята на сельскохозяйственных работах, а также на рыбном промысле и в сфере обслуживания санаториев, баз отдыха и торговле.

1.2 Геолого-геофизическая изученность района работ

1.2.1 Геологические исследования

В период с 1951 по 1990 гг. на территории Тамани велись активные поиски нефти с широким применением бурения. В результате работ установлено очень сложное тектоническое строение полуострова, обнаружено несколько месторождений нефти и газа, уточнена стратиграфия неогеновых и палеогеновых отложений. Обилие фактического материала послужило основой множества работ, затрагивающих вопросы тектоники, стратиграфии, палеонтологии.

В 1977 г. завершена работа по созданию прогнозно-металлогенической карты Северного Кавказа м-ба 1: 200 000, в которой принял участие большой коллектив авторов: Нетреба А.В., Баранов Г.И., Лунёв А.Л., Потапенко Ю.Я. и др. В комплект карт входили: геологическая, магматизма и метаморфизма, тектоническая, металлогенические и ряд других карт. Был проведён анализ региональных геофизических работ и для территории Северного Кавказа составлены гравимагнитные карты, карты сейсмической активности и рельефа поверхности Мохо.

Результатом интерпретации геофизических полей являлась тектоническая схема горной части Северного Кавказа, где выделены региональные тектонические блоки, состоящие из ряда структурно-тектонических элементов.

В 1976 г. Островский А.Б. и др. составили отчёт по результатам инженерно-геологических съёмок м-ба 1: 25 000 на участке Анапа-Керченский пролив. Было выполнено инженерно - геологическое районирование, созданы геоморфологические карты прибрежной территории, разработана новая схема стратиграфии четвертичных отложений.

В 1981 г. Шнюков Е.Ф. и др. в книге "Керченский пролив" привели геологическую карту акватории Черного и Азовского морей, составленную по материалам геофизических работ, бурения и отбора проб, в пределах акватории.

В 1996 г. Никифоровым Б.М. завершена научно-исследовательская работа по стратиграфии палеоценовых и эоценовых отложений Западного Кавказа и Западного Предкавказья, являющаяся наиболее полной сводкой по детальному расчленению, корреляции и районированию этих отложений.

В работе приведены выделенные литофациальные зоны со свойственными им литостратиграфическими шкалами, региональная стратиграфическая схема и стратотектонические схемы палеоцена и эоцена. Намечены зоны выклинивания песчано-алевритовых пачек, как возможных неструктурных нефтегазовых ловушек.

В 1998 г. по инициативе Департамента региональной геологии и геофизики МПР России на Тамани состоялся семинар, посвященный палеонтолого-стратиграфическому обоснованию и состоянию изученности Таманского разреза среднего миоцена-плиоцена, который может рассматриваться в качестве опорного для современной региональной стратиграфической схемы Восточного Паратетиса.

В 1995-2000 гг. Корсаковым С.Г. и др. проведены работы по геологическому доизучению м-ба 1: 200 000, в результате которых составлен комплект карт листов L-37-XIX (Керчь), L-37-XXV (Аршинцево) второго издания.

Рисунок 2 - Карта геологической изученности Керченского пролива

Скважины пройденные: 1 - Институтом геологических наук АН УССР, 2 - объединением Крыммор" геология МГ УССР, 3 - другими организациями; 4 - 10 - основные профили буровых скважин, выполненные институтом Гидропроект и другими организациями. Участки детальной подводной геологической съемки, проведенной: 11 - Институтом геологических наук АН УССР, 12 - объединением Южморгеология МГ СССР. Район сейсмоакустических исследований, проведенных: 13 - объединением Юж моргеология МГ СССР, 14 - объединением Крымморгеология МГ УССР; 15 - точки отбора донных осадков ИГН АН УССР

1.2.2 Геофизические исследования

Геофизические методы исследований на Северо-Западном Кавказе развиваются с 1950 г. и в настоящее время широко применяются при нефтегазопоисковых и картировочных работах. К настоящему времени Таманский полуостров покрыт аэромагнитной съемкой м-ба 1: 200 000 и наземной и морской магнитной съемкой 1: 50 000 м-ба. Гравиметрические работы на суше м-ба 1: 25 000 - 1: 100 000 и на море м-ба 1: 200 000 выполнил Климарев А.А. в 1957-1962 гг.

Поисковые сейсмические исследования на изучаемой территории начинаются в 60-е годы XX века по системе однократного профилирования МОВ и не дают достоверных результатов из-за сложного тектонического строения площади. С середины 70-х годов внедряется методика многократных систем наблюдений МОГТ, в 80-е годы внедряется современная цифровая аппаратура и машинная обработка сейсмограмм, и к началу XXI века на площадь суши построены погоризонтные структурные карты до нижнемеловых отложений. Однако материалы различных исследователей не всегда взаимоувязаны и часто не согласуются с данными бурения. В настоящее время перед геофизикой стоят задачи поисков антиклинальных ловушек на глубинах до 6-8 км.

1.3 Краткие сведения о геологическом строении района инженерно-геологических изысканий

1.3.1 Тектоника

В тектоническом отношении участок выполненных работ находится в зоне сопряжения горноскладчатых систем Большого Кавказа и Горного Крыма. В альпийской структуре центральное место принадлежит Керченско-Таманскому прогибу северо-восточной ориентировки. К юго-востоку от него располагается Анапский выступ, к северу - Северо-Таманская зона поднятий и Западно-Кубанский краевой прогиб субширотной ориентировки.

Рисунок 3 - Тектоническая карта Краснодарского края

Сведения о строении и составе мезозой-эоценового структурного яруса отрывочны неоднозначны. Имеющиеся данные не позволяют расшифровать структуру домайкопских образований. Наиболее полный разрез домайкопских отложений изучен на Таманском полуострове в пределах Северо-Таманской зоны поднятий, где в скважине, пробуренной в ядре Фонталовской антиклинали под майкопскими отложениями залегает 300 метровая толща палеогена и 800 метровая толща верхнего мела, под которой на глубине 5010 метров вскрыты нижнемеловые (альбские) отложения. Более глубокие части разреза здесь не изучены.

Олигоцен-неогеновый структурный этаж повсеместно изучен сейсморазведочными работами, а на отдельных участках - скважинами. В общем виде отмечается усложнение складчатой структуры снизу вверх по разрезу за счёт проявления диапировой и криптодиапировой тектоники на неогеновом срезе. В структуре этого этажа получили наиболее яркое выражение все геоструктурные элементы: Анапский выступ, Керченско - Таманский прогиб, Северо-Таманская зона поднятий и Западно-Кубанский краевой прогиб.

Рисунок 4 - Структурно-геологическая карта Западного Кавказа и смежных с ним олигоцен-неогеновых прогибов

Керченско-Таманский периклинальный прогиб выступает в роли тектонической структуры отделяющей горноскладчатое сооружение Большого Кавказа от горного Крыма. По данным сейсмических исследований, выполненных ГНЦ ГГП НПО "Южморгеология". Керченско-Таманский периклинальный прогиб по подошве майкопа протягивается на 130-140 км при ширине до 50 км и глубине до подошвы майкопа до 7 км, уходя за южную, западную и восточную рамки площади. В общем виде контуры Керченско-Таманского прогиба подчинены системе линейных зон дислокаций, являющихся поверхностным выражением глубинных или региональных разломов - Анапского и Керченско-Ждановского, последний расположен за пределами площади.

Северная граница прогиба с Северо-Таманской зоной поднятий на дневной поверхности довольно условная и проводится по слабо выраженному флексурообразному изгибу южного крыла Фонталовской антиклинальной складки, а также по уменьшению мощности майкопских отложений в пределах Северо-Таманской зоны поднятий. В Керченско-Таманском прогибе мощность олигоцен-раннемиоценовых отложений, зафиксированная последними сейсмическими исследованиями, достигает 6 км, что не вполне согласуется с данными более ранних исследований (5-5,2 км. по данным Д.А. Туголесова). В кровле майкопских и среднесарматских отложений граница прогиба с зоной поднятий проходит по слабо выраженному тектоническому нарушению, которое, по-видимому, является приповерхностным продолжением Парпачско - Таманского разлома, проявленного в мел-палеогеновых отложениях.

Керченско-Таманский периклинальный прогиб имеет слабо выраженную ассиметрию с более крутым и коротким бортом у Анапского выступа и пологим у Северо-Таманской зоны поднятий. Для прогиба характерна северо-восточная ориентировка, которая хорошо проявлена на карте мощностей майкопских отложений. Ось прогиба по подошве майкопа примерно совпадает с синклинальной складкой, выраженной в кровле майкопа.

Структура Керченско-Таманского периклинального прогиба осложнена многочисленными линейными антиклинальными и синклинальными складками, хорошо выраженными в кровле майкопских отложений. Структурный рисунок, выявленный сейсмическими исследованиями, по отражающему горизонту в кровле майкопских отложений не согласуется со структурами подошвы. Количество складок в подошве майкопа значительно меньше, их амплитуда также меньше, чем в кровле. Осевые поверхности складок в кровле иногда смещены относительно осей складок развитых в подошве. Слабо выраженная южная вергентность складчатости указывает на мередиональную ориентировку тектонических напряжений, направленных с севера на юг. В юго-западном направлении к центру площади амплитуда складок затухает от 600 до 100-150 м, далее к западной рамки листов опять увеличиваясь до 250 - 300 метров.

Северо-Таманская зона поднятий расположена между Керченско-Таманским периклинальным и Западно-Кубанским краевым прогибами. По данным целого ряда исследователей зона поднятий не ограничивается северными участками Таманского и Керченского полуостровов, а составляет единое целое с юго-западной частью Керченского полуострова. В этой области на дневную поверхность в ядрах антиклинальных складок выходят более древние (верхнемеловые и палеоценовые) отложения. Основу структуры осадочного чехла Северо-Таманской зоны поднятий составляют две антиклинальные складки - антиклиналь мыса Каменного и Фонталовская, разделённые мульдообразной Запорожской синклиналью. Наиболее отчётливо антиклинальные складки проявлены в районе северной лопасти Таманского полуострова. В западном направлении амплитуда складок резко уменьшается от 1600-1700 м до 100 м, и в приграничной с Украиной полосе они сливаются в единую, пологую антиклиналь коробчатого, брахиформного типа. В целом, ориентировка осей складок широтная, с некоторой ундуляцией в центральной части площади. Положение осевых поверхностей складок в разновозрастных отложениях неодинаково. Для антиклинали мыса Каменного и Запорожской синклинали отмечаются небольшие (до первых сотен метров) смещения осей в южном направлении от более древних срезов к молодым. Положение осевых плоскостей Фонталовской антиклинали на различных возрастных уровнях вообще имеет разную конфигурацию.

Наиболее характерной особенностью Таманского полуострова и прилегающих акваторий Чёрного и Азовского морей является полное соответствие современного, относительно расчленённого рельефа структуре неогенового комплекса, что свидетельствует о существенной роли молодых неотектонических движений. Этот факт, на который обратил внимание А.Н. Шарданов, подтверждается последними работами ГНЦ ГГП НПО "Южморгеология". Большинство антиклинальных складок площади в приповерхностной части имеют диапировый или криптодиапировый характер. В диапировых ядрах обнажаются перемятые глины майкопской серии, протыкающие отложения миоцена и плиоцена.

Довольно часто к сводам антиклинальных структур приурочены грязевые вулканы, нередко сопровождающиеся вдавленностями (своеобразными альдерами) на вершинах антиклиналей. По данным А.Н. Шарданова на Таманском полуострове и в прилегающих акваториях Чёрного и Азовского морей известно 27 грязевых вулканов. Корни большинства из них по сейсмическим данным расположены на глубинах 5-6 км. В пределах Северо-Таманской зоны поднятий они опускаются до отложений нижнего мела. В Керченско-Таманском и Западно-Кубанском прогибах корни вулканов располагаются внутри майкопских отложений. В акватории морей большинство грязевулканических сопок быстро разрушаются за счёт действия волн. На площади ГК-200 преобладают грязевые вулканы, функционирующие равномерно в течение длительного времени, что затрудняет их поиски в акватории. Вулканы взрывного действия крайне редки.

В Керченско-Таманском прогибе ориентировка разрывных нарушений приобретает северо-восточное направление, полностью совпадающее с ориентировкой прогиба. Среди разрывов данного направления заслуживает внимания Кизилташский разлом, который проявлен на всех трёх возрастных срезах (в кровле среднего сармата фрагментарно). Морфологический тип Кизилташского разлома более всего соответствует простому взбросу. Его сместитель падает на северо-запад под углом 60о-80о. Рассматриваемый разлом является кенседиментационным. По подошве майкопских отложений амплитуда вертикальных перемещений по разлому колеблется от 1000 до 1800 метров, нарастая в юго-западном направлении. В кровле майкопских отложений она сокращается и составляет первые десятки - тысячи метров, а в кровле среднего сармата падает до первых десятков метров и лишь на центральном отрезке достигает 600 - 800 метров. Разрывные нарушения субширотной ориентировки немногочисленны, имеют небольшую амплитуду и протяжённость до 10 км.

1.3.2 Стратиграфия

На территории проведения работ на дневную поверхность выведены осадочные образования неогеновой системы. Более древние породы (альб-палеогеновые) вскрыты скважинами. Образования меловой системы на изученной территории слагают разрезы двух структурно-фациальных зон Азово-Кубанской (относящейся к Скифской серии) и Кубанской.

1.3.2.1 Меловая система

Образования меловой системы на изученной территории представлены расчленёнными на два отдела и нерасчленёнными отложениями.

Нижний отдел

Алевролито-глинистая толща (K1ag) толща представлена ритмичным переслаиванием глин и алевролитов. Среди них присутствуют прослои (0,5-50 см) туфоалевролитов, туфопесчаников и туфов. Переход к вышележащей вулканогенно-терригенной толще постепенный.

Верхний отдел

Терригенно-карбонатные отложения верхнего отдела выделяются в составе Кубанской и Азово-Кубанской зон.

Кубанская зона

Отложения подзоны, включают объединенные вулканогенно-терригенную, мергельно-известняковую, алевролито-известняковую и глинисто-мергельно-известняковую толщи (K2vt+gmv).

Вулканогенно-терригенная толща представлена мергелями серыми, алевролитами, глинами известковистыми. В нижней части отмечаются прослои туфов, туффитов. Неполная мощность толщи 200 м. Мергельно-известняковая толща сложена чередованием известняков, мергелей и алевролитов. Мощность толщи 300 м. Алевролито-известняковая толща представлена чередованием известняков, мергелей, глин, алевролитов. Мощность толщи 200 м. Глинисто-мергельно-известняковая толща представлена флишевым чередованием глин, известняков, мергелей, алевролитов. Мощность толщи 210 м.

Азово-Кубанская зона

Отложения зоны, сложена объединенными глинисто-мергельной, известняково-мергельной, алевролито-мергельной и мергельной толщами (K2gm+mr).

Глинисто-мергельная толща представлена чередованием глин и мергелей. Мощность толщи 38 м

Известняково-мергельная толща представляет собой чередование прослоев известняков, мергелей, глин и, реже, алевролитов. Мощность толщи 752 м. Алевролито-мергельная толща сложена чередованием прослоев различной мощности мергелей, глин и алевролитов. Мощность толщи 97 - 150 м. Мергельная толща в целом представляет монотонный разрез мергелей, в верхней и нижней частях включающих отдельные прослои известняков и глин. Мощность толщи 190 - 340 м.

1.3.2.2 Палеогеновая и неогеновая системы

Олигоцен-нижний миоцен

Отложения олигоцена и низов миоцена на территории суши отнесены к образованиям Таманско-Адагумской подзоны Западно-Кавказской зоны. В акватории Азовского моря выделяются Западно-Кубанский прогиб, а в акватории Чёрного моря - аналоги Анапско-Гладковской и Таманско-Адагумской подзон Западно-Кавказской зоны, развитые на суше в восточных районах за рамкой площади.

В акватории Черного моря олигоцен-нижнемиоценовые отложения Анапско-Гладковской подзоны, представлены конгломерато-глинистой толщей (P3-N1kg), сложенной глинами с прослоями песчаников и конгломератов. Мощность толщи по данным сейсмопрофилирования увеличивается в юго-западном направлении от 300 до 4800 м. В пределах акватории Азовского моря, в составе олигоцен-нижнемиоценовых отложений выделена глинистая толща (P3-N1g), представленная глинами c редкими прослоями алевролитов. Мощность толщи по данным сейсмопрофилирования установленная достигает до 4000 м.

Неогеновая система

Отложения неогена и эоплейстоцена в пределах изученной территории представлены в полном объёме и относятся на территории суши к образованиям Таманско-Адагумской подзоны Западно-Кавказской зоны. В акватории Азовского моря выделяется Западно-Кубанский прогиб, а в акватории Чёрного моря аналоги Анапско-Гладковской и Таманско-Адагумской подзон Западно-Кавказской зоны.

1.3.2.3 Четвертичная система

Четвертичные образования развиты повсеместно. В акватории преобладают морские осадки различных генетических типов - от прибрежно-морских и течениевых до декливиальных суспензионных. Основная часть суши сложена лессовидными суглинками, перемежающимися с горизонтами ископаемых почв. Широко распространены элювиально-делювиальные, дельтовые, озёрно-морские (лиманные), озёрно-аллювиальные и аллювиальные полифациальные отложения. В строении верхних горизонтов толщ участвуют осадки верхнего неоплейстоцена и голоцена. Более древние обнажены в разрезах береговых обрывов или вскрыты бурением.

Рисунок 5 - Карта четвертичных отложений Краснодарского края

2. Аппаратура и методика полевых работ

2.1 Аппаратурно-техническое обеспечение

2.1.1 Морской дифференциальный магнитометр "300М Sea Spy Marine Magnetics" (Marine Magnetics, Канада)

Для выполнения магнитометрических работ использовался морской буксируемый магнитометр "Sea Spy". Магнитометр-градиентометр "Sea SPY" предназначен для проведения высокоточных магнитных измерений в море в дифференциальном режиме в целях картографирования магнитного поля Земли при поиске малоразмерных металлических объектов, проведении разведочных работ на нефть и газ, а также для поиска затонувших объектов. Основные технические характеристики магнитометра приведены в таблице 2.

Таблица 2-Технические характеристики магнитометра "Sea Spy"

Чувствительность

0,01нТл

Абсолютная погрешность

0,2 нТл

Частота опроса

4 Гц - 0,1Гц

Отсутствие мертвой зоны

Да

Отсутствие меридианной зависимости

Да

Отсутствие температурной зависимости

Да

Диапазон

18000 нТл до 120000 нТл

Градиентоустойчивость

10000 нТл /м

Интерфейс

RS-232

Электропитание

12 DC или 100-240V AC

Рабочая температура

-45єC +60єC

Датчик давления

300 psi

Рисунок 6 - Буксируемая гондола магнитометра SeaSpy

Работа прибора основана на эффекте Оверхаузера - увеличении интенсивности ядерного магнитного резонанса и поляризации ядерной магнитной системы при насыщении электронного парамагнитного резонанса. Эффект Оверхаузера наблюдается в условиях, когда в электронной парамагнитной системе существует релаксационный процесс, содержащий в каждом акте связанное однонаправленное изменение ядерных спиновых переменных и определяющий стационарное состояние ядерной магнитной системы.

Файлы данных магнитометрической съёмки ежедневно копировались на карту памяти и дублировались на резервный компьютер.

Магнитометры, которыми проводились данные работы, имеют поверочные сертификаты, выданные предприятием "Геологоразведка", Санкт-Петербург.

2.1.2 Гидролокатор бокового обзора "YellowFin" (Imagenex, США)

Гидролокационное обследование произведено с помощью гидролокатора бокового обзора "YellowFin", с использованием гидрографического комплекса с программным обеспечением "HYPACK MAX" (Coastal Oceanographics Inc. США). "YellowFin" - трехчастотный цифровой гидролокатор высокого разрешения (до 1000 точек на ширину полосы обзора), использующий технологию Ethernet, работающий на глубинах до 300 м, с шириной полосы обзора от 10 до 200 м на каждый борт.

Высокочастотный гидролокатор бокового обзора "YellowFin" разработан для проведения обследований мелководных акваторий, поиска и идентификации подводных объектов, инженерных сооружений и особенностей дна. Получаемая гидроакустическая (ГА) информация контролируется на экране видеомонитора и записывается на жесткий диск персонального компьютера. Записанная информация может быть воспроизведена в любое время, распечатана на принтере, заархивирована для длительного хранения.

Рисунок 7 - Внешний вид буксируемого модуля ГБО YellowFin в сборе

Таблица 3 - Технические характеристики ГБО YellowFin

Технические характеристики

Значения

Частота, кГц

260/330/770

Излучатели

По одному на каждый борт, установлены под углом 20° к горизонту

Ширина диаграммы направленности

260 кГц - 2.2° х 75° 330 кГц - 1.8° х 60° 770 кГц - 0.7° х 30°

Разрешение по дальности

При работе на оба борта - ширина полосы/500 При работе на один борт - ширина полосы/1000

Максимальная глубина погружения, м

300

Максимальная длина кабеля, м

600

Обмен данными

Аналоговая телеметрия

Соединения

Герметичные (Impulse MCBH-4-MP)

Напряжение питания, В

постоянный ток, 40-55, не менее 3Вт для модуля обмена данными

Габаритные размеры, мм

Диаметр 114, длина 833

Вес, не включая балласт, кг

На воздухе 5.4 В воде 1.8

Балласт

Стандартные водолазные грузы

Таблица 4 - Характеристики модуля обмена данными

Технические характеристики

Значения

Интерфейс связи с ПК

10 Мб/сек Ethernet

Интерфейс связи с антенным модулем

FSK аналоговая телеметрия

Напряжение питания антенного модуля, В

постоянный ток, 48

Габаритные размеры, мм

Длина 310, ширина 260, высота 87

Вес, кг

0.9

Материал

Алюминий

Исполнение корпуса

Пыле-влаго-защищенное

Напряжение питания, В

Переменный ток 110/220 В, 50/60 Гц, 0.1 А

Работы велись по Московскому времени.

Сбор информации при съёмке рельефа дна гидрографическим комплексом выполнен в системе координат WGS-84 с параметрами эллипсоида:

Большая полуось а=6378137,00, сжатие 1/f = 298,257223563 в пространственных прямоугольных координатах UТМ Zona 37N.

2.2 Методика полевых работ

2.2.1 Натурные испытания

Целью натурных испытаний является уточнение методики проведения работ, оценка вероятностных характеристик достоверности получаемых результатов, величину ожидаемых величин аномального поля, обусловленного искомыми объектами, а также ширину и протяженность аномалии.

Согласно Техническому заданию необходимо обнаружить железосодержащие объекты массой 20 и 40 кг. С целью проверки возможности регистрации аномального магнитного поля, обусловленного данными объектами, с использованием применяемой методики съёмки были проведены тестовые измерения на сухопутном и морском магнитометрических полигонах.

Для решения поставленной задачи были изготовлены две цели - железосодержащие объекты массой 20 и 40 кг соответственно.

На свободной от посторонних железосодержащих объектов площадке провели магнитометрическую съёмку, поочередно помещая в центре площадки тестовые железосодержащие объекты массой 20 и 40 кг соответственно. Для каждой цели проводились магнитометрические наблюдения по сети параллельных галсов. Результаты измерений приводятся на рисунках 8 (цель массой 20 кг) и 9 (цель массой 40 кг).

Рисунок 8 - Полученное поле от цели массой 20 кг

Рисунок 9 - Полученное поле от цели массой 40 кг

Анализ полученных материалов показал, что в центральной точке планшета аномальное магнитное поле, обусловленное первой целью (20 кг) достигает 60 нТл. Для второй цели (40 кг) амплитуда аномального магнитного поля в центре площадки не определена (недостаточна градиентоустойчивость магнитометра). Планшет разбит на квадраты 5х5 метров. Как видно из рисунков 8 и 9, расстояние между магнитометром и железосодержащим телом, на котором объект еще регистрируется (аномальное поле превышает 0,5 нТл), определяется как большее, чем 10 м для обеих целей соответственно.

Таким образом, благодаря проведенному тесту, мы убедились, что по предложенной методике проведения изысканий - междугалсовое расстояние 10 м и высотой буксировки забортной части магнитометра не превышающей 5 м над дном акватории - тестируемые железосодержащие объекты могут быть обнаружены с вероятностью 25% для объекта массой 20 кг и с вероятностью 90% - для объекта массой 40 кг.

2.2.2 Методика проведения морских магнитометрических исследований

Перед отъездом к месту работы всё геофизическое оборудование, которое использовалось в процессе работы, было протестировано в лаборатории НПП "ЮМГ Гравимаг". Доставка магнитометрического отряда и геофизического оборудования к месту работ и обратно осуществлялась личным транспортом.

Получение всех согласований и разрешений на проведение работ на акватории порта, а так же бункеровка катера обеспечивались Заказчиком.

В результате проведенной рекогносцировки, весь участок работ был разделен на отдельные площадки, в соответствии с расположением объектов, препятствующих выполнению непрерывных длинных галсов, были выбраны оптимальные длины буксировочного кабеля и схемы углубления для разных диапазонов глубин на участках работ.

Буксировка магнитометра осуществлялась по системе ранее запланированных галсов. Междугалсовое расстояние, согласно техническому заданию, составляло 10 метров. Удержание буксируемого магнитометра на заданном горизонте осуществлялось применением системы грузов, прикрепляемых к буксировочному кабелю и варьированием скорости катера.

Согласно техническому заданию, глубина буксировки составляла менее 5 метров от грунта. В местах, где выполнить съёмку не представлялось возможным из-за наличия каких-либо объектов, были выполнены дополнительные галсы под произвольными углами, с целью обеспечения максимального покрытия района работ.

Контроль качества магнитометрических данных производился непосредственно при работе на галсах по данным программы системы сбора. Контролировалась глубина буксировки гондолы магнитометра, признак качества данных (заводской параметр магнитометра) и вид графика вариаций магнитного поля.

Контроль качества судовождения осуществлялся инженером-гидрографом непосредственно при работе на галсах. Если уклонение от проектного галса превышало ±2,5 метра, то данные съёмки на этом галсе браковались и галс переделывался.

Инженер-гидрограф ежедневно выполнял предобработку навигационных данных и отслеживал плотность покрытия выполненной магнитометрической съёмки, а так же составлял план работ на следующий день.

Скорость буксировки выдерживалась в пределах 3,5 узлов, что обеспечивало приемлемую производительность съемки без ухудшения продольного (вдоль вектора движения судна) разрешения магнитометра.

Контроль качества осуществлялся по изображению на экране монитора регистрирующего компьютера в процессе съёмки и после предварительной обработки.

2.2.3Методика проведения гидролокационных съёмок

ГЛБО применялось для изучения особенностей микрорельефа дна, картирования донных осадков, выявления затонувших объектов.

Определение места с использованием DGPS приемоиндикатора "Trimble 232", обеспечено с точностью 1,5 м, что удовлетворяет точности масштаба обследования. Регистрация навигационного параметра производилась через 1 сек. Удержание катера на галсе с использованием ПО "HYPACK" контролировалось по данным компьютера, на дисплее отображалось уклонение от спланированного галса с точностью 0.5 м. Сбор данных производился с помощью ПО "HYPACK MAX".

Скорость буксировки выдерживалась в пределах 3,5 узлов, что обеспечивало приемлемую производительность съемки без ухудшения продольного (вдоль вектора движения судна) разрешения гидролокатора.

3. Методика обработки

Обработка материалов магнитометрической съёмки выполнялась в камеральной партии НПП "ЮМГ Гравимаг" по окончании проведения полевых работ с помощью программного комплекса "Oasis montaj".

Обработка магнитометрических материалов состояла в следующем:

- чтение обработанных навигационных данных;

- преобразование формата входящих данных в формат для обрабатывающей программы;

- выделение аномальной составляющей в различных областях спектра, выбор оптимальных параметров фильтрации;

- анализ и браковка полученных целей.

Обработка материалов ГЛБО произведена на базовом компьютере с использованием ПО "HYPACK MAX".

Результаты обработки данных ГЛБО представляются в виде двух монтажей сонограмм с противоположных направлений съемки: восток-запад (WE), запад-восток (EW). Планшет гидролокационного обследования построен на мягкой основе в географических координатах на эллипсоиде WGS-84.

3.1 Полученные результаты интерпретации

Материалы съемки по точностным характеристикам и методике выполнения удовлетворяют требованиям руководящих документов.

Район работ обследован полностью. Перекрытие галсов ГБО в среднем составило 30%. Составлен каталог из 23 обнаруженных целей. Основные контакты - гребни из камней, камни, рабацкие сети, возможно старые тросы и цепи.

В результате обработки магнитометрических данных на основе карты аналитического сигнала (комплексного градиента магнитного поля) были построены планшеты интенсивности аномалий магнитного поля с локализацией магнитных объектов, было выделено 406 объектов.

Таблица 5 - Примеры некоторых обнаруженных магнитных аномалий, наложенных на сонограмму ГБО

Номер цели

Координаты LatWGS84 LongWGS84

Амплитуда

Тип

Размер аномалии

129

45.25.39.93

36.43.50.56

7

одиночная

120

130-134

45.25.41.83

36.44.03.66

1,1

линейный объект

160

Рисунок 10 - Одиночная цель № 129

Рисунок 11 - Линейный объект № 131-133

3.2 Решение обратной задачи методом характерных точек и методом касательных

Целью самостоятельной части выпускной квалификационной работы являлось решение обратной задачи магниторазведки для железосодержащего объекта массой 20 кг, используемого для натурных испытаний на тестовом полигоне, то есть определение его параметров по характеру распределения магнитного поля. При этом использовались метод характерных точек и метод касательных.

Рисунок 12 - Опытный полигон, полученное аномальное магнитное поле от цели 20 кг

Были построены графики кривых магнитных аномалий для вертикального и горизонтального профиля.

Таблица 5 - Полученные значения напряженности поля и график кривой аномалии для горизонтального профиля

Пикет

нТл

-10

-2,5

-7,5

-2,5

-5

-2,5

-3,75

-3,5

-1,25

-4,5

0

-60

1,25

-9

3,75

-8,5

5

-2,5

7,5

-2

10

-2

Таблица 6 - Полученные значения напряженности поля и график кривой аномалии для вертикального профиля

Пикет

нТл

-10

-2,5

-7,5

-2,5

-5

-2,5

-3,75

-3,5

-1,25

-6,5

0

-60

1,25

-6,5

3,75

-4

5

-2,5

7,5

-2,5

10

-2,5

Далее по методу характерных точек определили глубину залегания эпицентра магнитной аномалии, а также объём и радиус объекта:

Совмещая начало координат с эпицентром аномалии при глубине его центра h взяли на профиле так называемые точки с абсциссами x1/2 (аномалия в два раза меньше, чем в начале координат)

Заключение

Настоящая дипломная работа подготовлена по результатам геофизических исследований, выполненных ГНЦ "Южморгеология" в период с 02.07.13 по 29.09.13.

Целью работы было рассмотрение комплекса геофизических исследований на акватории Керченского пролива Черного моря при инженерных изысканиях при прокладке электрического кабеля (по материалам ГНЦ "Южморгеология").

В ходе написания работы были решены следующие задачи:

описана геолого-геофизическая характеристика района изысканий;

проведен анализ аппаратурного комплекса и методики полевых работ;

рассмотрены особенности интерпретации данных магниторазведки и гидролокационной съёмки.

в самостоятельной части работы выполнено решение обратной задачи магниторазведки для железосодержащего объекта массой 20 кг методами характерных точек и касательных.

Список использованных источников

1. Гайнанов, В.Г. Диссертация на тему "Разработка компьютерезированной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях" / В. Г, Гайнанов - Москва 2009 г.

2. Лыгин, В.А. Отчет по теме: "Выполнение магнитометрического обследования дна на акватории Керченского пролива по трассе: пос. Ильич - Керченский п-ов" / В.А. Лыгин., г. Геленджик 2014 г.

3. Технический отчёт по теме: "Обследование участка Керченского пролива для прокладки кабеля гидролокатором бокового обзора YellowFin", ООО "ГИДРОБАЛТ" 2014г.

4. Серкеров С.А. Гравиразведка и магниторазведка / С.А. Серкеров,. - М.: Недра, 1999.

5. Логачев А.А. Магниторазведка / А.А. Логачев,., В. П Захаров,. - 5-е изд; Недра, 1979

6. Гершанок Л.А. Магниторазведка / Л.А. Гершанок,., - Изд. Пермь, 2009.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены