Некоторые результаты магнитотеллурических наблюдений в геофизической обсерватории МГУ "Александровка"
Корреляция низкочастотных вариаций электромагнитного поля с солнечной активностью. Исследование поведения тензора импеданса и матрицы Визе-Паркинсона. Магнитовариационное зондирование геоэлектрического разреза осадочного чехла, земной коры и мантии.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 684,3 K |
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/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва
ЦГЭМИ ИФЗ РАН, Москва
ООО «Северо-Запад», Москва
Некоторые результаты магнитотеллурических наблюдений в геофизической обсерватории МГУ «Александровка»
Т.А. Родина, Ив.М. Варенцов
Е.В. Мойланен, П.Ю. Пушкарев
Н.Л. Шустов, А.Г. Яковлев
Аннотация
Уже почти пять лет на базе МГУ в д. Александровка Калужской области функционирует геофизическая обсерватория. Запись вариаций магнитотеллурического поля ведётся с помощью обсерваторского магнитометра LEMI-025 и низкочастотных станций LEMI-417М. Изучается корреляция низкочастотных вариаций электромагнитного поля с солнечной активностью. Получаемые в результате обработки записей разных лет компоненты тензора импеданса и матрицы Визе-Паркинсона совпадают с высокой точностью, а также хорошо согласуются с результатами более короткопериодных зондирований с аппаратурой MTU-5. Сводная кривая магнитотеллурического зондирования и выполненного ранее в обсерватории «Москва» магнитовариационного зондирования позволила получить геоэлектрический разрез осадочного чехла, земной коры и верхней мантии.
Ключевые слова: геомагнитная обсерватория, магнитотеллурическое зондирование
T.A. Rodina, Iv.M. Varentsov, E.V. Moilanen, P.Yu. Pushkarev, N.L. Shustov, A.G. Yakovlev. Some results of magnetotelluric observations in «Alexandrovka» Geophysical Observatory of MSU
Abstract. Geophysical observatory is operating at MSU base in Alexandrovka village of Kaluga region for almost five years. Magnetotelluric field is recorded by observatory magnetometer LEMI-025 and low-frequency stations LEMI-417М. We are studying correlation between low-frequency variations of electromagnetic field and solar activity. Also we processed the data, recorded during different years, to obtain impedance tensor and tipper matrix components, and their time stability is high, as well as their coincidence with results of short-period soundings with MTU-5 equipment. Interpretation of the consolidated curve of magnetotelluric sounding and magnetovariational sounding, performed previously at the observatory “Moscow”, provided resistivity variation with depth in the sedimentary cover, earth's crust and upper mantle.
Keywords: geomagnetic observatory, magnetotelluric sounding
Геофизическая база в д. Александровка Юхновского района Калужской области была основана в 1960 г. сотрудниками лаборатории электроразведки ВНИИГеофизики. Выбор места был обусловлен удаленностью от электрифицированных железных дорог, крупных населённых пунктов и других источников электромагнитных помех, а также относительной близостью к Москве и Наро-Фоминску. С 1992 г. на базе проводятся геофизические практики студентов МГУ и других вузов, а с 1995 г. база используется также компанией «Северо-Запад» для развития аппаратуры и методики электроразведочных работ, проведения научно-практических семинаров.
Рис. 1. Павильон геофизической обсерватории МГУ «Александровка», слева - внешний вид, справа - отсек для датчиков
геоэлектрический осадочный земной кора мантия
В начале 2011 г. на базе завершилось строительство немагнитного павильона для обсерваторских геофизических наблюдений, состоящего из двух отсеков - для датчиков и для регистрирующей аппаратуры (рис. 1). В нём установлена аппаратура для непрерывной регистрации геофизических полей, в том числе обсерваторский трёхкомпонентный магнитометр LEMI-025 и низкочастотные магнитотеллурические станции LEMI-417М производства Львовского центра ИКИ НАНУ и НКАУ. Магнитные компоненты поля измеряются с помощью феррозондовых датчиков, электрические - с помощью линий длиной 100 м, заземлённых разными типами электродов [1].
Для примера на рис. 2а приведены графики интенсивности рентгеновского излучения, зафиксированного геостационарным спутником GOES-15, и связанного солнечной активностью, а на рис. 2б - записи магнитных и электрических компонент поля, полученные в геофизической обсерватории «Александровка». Сильные вспышки на Солнце, имевшие место 7-го и 8-го сентября 2011-го года, вызвали магнитную бурю на Земле, начавшуюся 9-го сентября, и резко осложнившую графики электромагнитного поля, отражавшие в основном его суточные вариации.
Рис. 2а. Рентгеновское излучение 7-го и 8-го сентября 2011-го года по данным спутника GOES-15
Рис 2б. Магнитные и электрические компоненты поля, зарегистрированные в обсерватории «Александровка» с 1-го по 22-е сентября 2011-го года
Записи магнитотеллурического поля, выполненные в 2011-2014 годах, были обработаны с помощью программы [2].
Рис. 3а. Кривые кажущегося сопротивления за 4 года, слева - rxy, справа - --ryx
Рис. 3б. Кривые фазы импеданса за 4 года, слева - rxy, справа - ryx
Рис. 4б. Мнимые компоненты матрицы Визе-Паркинсона, слева - Im(Wzx), справа - Im(Wzy)
На рис. 3а и 3б представлены кривые кажущегося сопротивления и фаз основных компонент тензора импеданса в направлениях измерения (X - на север, Y - на восток), построенные по фрагментам записей, относящимся к четырём годам. В диапазоне периодов от 100 до 10 000 секунд кривые почти не отличаются, за исключением небольшого статического смещения, скорее всего связанного с изменением условий заземления электрических линий. Дополнительные импедансы более изменчивы, но по величине более чем на порядок уступают основным.
На рис. 4а и 4б приведены частотные зависимости вещественных и мнимых частей компонент матрицы Визе-Паркинсона, они также обладают высокой стабильностью во времени. Ввиду ограниченного объёма, на рисунках приведены только результаты, полученные с использованием станции LEMI-417M №63, однако аналогичные кривые, полученные с помощью станции LEMI-417M №62, а также компоненты матрицы Визе-Паркинсона, полученные с помощью магнитометра LEMI-025 №09, отличаются несущественно [3].
В диапазоне периодов от 100 до 1 000 секунд и более построенные кривые очень хорошо совпадают с кривыми, построенными ранее по результатам измерений с аппаратурой MTU-5 производства компании Phoenix Geophysics (Торонто), приведёнными в работе [4].
Эффективные кривые кажущегося сопротивления и фазы импеданса были дополнены в области длинных периодов соответствующими кривыми магнитовариационного зондирования, построенными В.Ю. Семеновым для обсерватории ИЗМИРАН «Москва» [5]. Интерпретация сводных кривых МТЗ-МВЗ выполнена с помощью трёх алгоритмов, её результаты представлены на рис. 5. В консолидированной коре проводящие слои не видны, хотя по алгоритму D+ выявлен проводник (160 См) на глубине порядка 65 км, возможно, являющийся проявлением относительно низкоомных горизонтов нижней коры, находящихся на меньших глубинах. Астеносферный проводник проявляется на глубинах порядка 200 км, а на 700 км виден также среднемантийный проводник [6].
Рис. 5. Результаты 1D инверсии кривой МТЗ-МВЗ: решение по алгоритму D+ показано стрелками с указаниями проводимостей, по Occam - сплошной, по MSU_MT1D - пунктирной линиями
Авторы признательны своим коллегам В.К. Хмелевскому, В.А. Куликову и А.Ю. Палёнову за усилия, увенчавшиеся созданием на геофизической базе МГУ «Александровка» геофизической обсерватории. Мы также благодарны Программе развития МГУ за предоставленные станции LEMI и компании «Северо-Запад» за создание павильона для обсерваторских геофизических наблюдений.
Библиографический список
1. Шустов Н.Л., Куликов В.А., Мойланен Е.В., Паленов А.Ю., Пушкарев П.Ю., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г. Создание геофизической обсерватории на Александровской базе геофизических практик геологического факультета МГУ (Калужская область). Вестник Московского Университета, Серия 4 (Геология), 2012, №4, с. 44-48.
2. Варенцов Ив.М. Программная система PRC MTMV для обработки данных синхронных МТ/МВ зондирований. Материалы VI Всероссийской школы-семинара по ЭМ зондированиям им. М.Н. Бердичевского и Л.Л. Ваньяна. Новосибирск, ИНГГ СО РАН, 2013, с. 1-4.
3. Родина Т.А. Магнитотеллурический мониторинг в Александровской геофизической обсерватории. Магистерская работа. Москва, Геологический факультет МГУ, 2015, 48 с.
4. Алексанова Е.Д., Варенцов Ив.М., Верещагина М.И., Куликов В.А., Пушкарев П.Ю., Соколова Е.Ю., Шустов Н.Л., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г. Электромагнитные зондирования осадочного чехла и консолидированной земной коры в зоне перехода от Московской синеклизы к Воронежской антеклизе: проблемы и перспективы. Физика Земли, 2010, №8, с. 62-71.
5. Semenov V.Yu. Regional conductivity structures of the Earth's mantle. Warszawa, Publ. Inst. Geof. Pol. Acad. Sci., 1998.
6. Moilanen J., Pushkarev P.Yu. Induction sounding of the Earth's mantle at a new Russian geophysical observatory. Acta Geophysica, 2015, Vol. 63, No. 2, pp. 385-397.
Размещено на allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и характеристика основных источников напряжений внутри земной коры, степень их вклада в общее поле напряжений. Процессы, вызываемые состоянием напряжения в земной коре и мантии, методы их исследования и изучения в сейсмоактивных регионах.
реферат [24,5 K], добавлен 27.06.2010Основные типы земной коры и её составляющие. Составление скоростных колонок для основных структурных элементов материков. Определение тектонических структур земной коры. Описание синеклиз, антеклиз и авлакоген. Минеральный состав коры и горных пород.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.01.2014Происхождение и развитие микроконтинентов, поднятий земной коры особого типа. Отличие коры океанов от коры материков. Раздвиговая теория образования океанов. Позднесинклинальная стадия развития. Типы разломов земной коры, классификация глубинных разломов.
контрольная работа [26,1 K], добавлен 15.12.2009Описательная характеристика этапов формирования земной коры и изучение её минералогического и петрографического составов. Особенности строения горных пород и природа движения земной коры. Складкообразование, разрывы и столкновения континентальных плит.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 30.08.2013Расположение складчатых областей Земной коры. Строение платформы, пассивной и активной континентальной окраины. Структура антиклизы и синеклизы, авлакогены. Горно-складчатые области или геосинклинальные пояса. Структурные элементы океанической коры.
презентация [3,8 M], добавлен 19.10.2014Классификация, состав и степень распространения минералов и горных пород в вещественном составе земной коры. Генезис магматических, метаморфических и осадочных пород. Океанические и континентальные блоки земной коры, анализ их структурных элементов.
дипломная работа [690,1 K], добавлен 11.11.2009Строение и происхождение солнечной системы. Строение Земли, вещественный состав. Эндогенные геологические процессы. Основные закономерности развития земной коры. Распределение воды на земном шаре. Классификация подземных вод и условия их залегания.
учебное пособие [133,9 K], добавлен 23.02.2011Строение Земной коры материков и океанических впадин. Тектонические структуры. Литосферные плиты Земли и типы границ между ними. Зоны активного разрастания океанического дна. Рифтогенез на дивергентных границах. Рифтогенез на дивергентных границах.
презентация [5,1 M], добавлен 23.02.2015Предмет физики Земли. Геофизические поля. Методы исследований, предназначенные для наблюдений в атмосфере, на земной поверхности, в скважинах и шахтах. Потенциал и напряжённость поля. Магнитная восприимчивость. Скорость распространения упругих волн.
презентация [4,6 M], добавлен 30.10.2013Вещественный состав Земной коры: главные типы химических соединений, пространственное распределение минеральных видов. Распространенность металлов в земной коре. Геологические процессы, минералообразование, возникновение месторождений полезных ископаемых.
презентация [873,9 K], добавлен 19.10.2014Пути изучения недр. Геофизические методы исследования земной коры. Научно-прикладной раздел геофизики. Бурение ручными способами. Долото для отбора горных пород (керна). Сближение и совместное использование и геологической, и геофизической информации.
контрольная работа [27,3 K], добавлен 28.11.2008Сферическое строение планеты по Э. Вихерту и Э. Зюссу. Современные программы изучения недр с помощью бурения сверхглубоких скважин и сейсмических волн. Особенности земной коры, литосферы, астеносферы, мантии и земного ядра, гравитационная дифференциация.
реферат [25,0 K], добавлен 20.05.2010Измерение параметров гравитационного поля в воздухе, на земной поверхности, акваториях морей и океанов. Планетарные особенности Земли. Выделение аномальных составляющих гравитационного поля и их геологическая интерпретация. Проведение полевых наблюдений.
презентация [514,7 K], добавлен 30.10.2013Химический состав земной коры и Земли. Весовые кларки наиболее распространенных химических элементов. Формы залегания магматических горных пород. Геологическая деятельность озер и болот. Образование магматических пород. Разрывные движения земной коры.
контрольная работа [26,2 K], добавлен 26.02.2011Классификация основных видов тектонических деформаций земной коры: рифтогенез (спрединг), субдукция, обдукция, столкновения континентальных плит и трансформные разломы. Определение скорости и направления движения литосферных плит геомагнитным полем земли.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 19.06.2011Особенности строения Земли, свойства ее слоев. Характеристика земной коры и ее значение для людей. Строение мантии и ядра. Понятие горной породы, классификация по способу происхождения. Описание и свойства осадочных, магматических и метаморфических пород.
презентация [824,1 K], добавлен 04.04.2012Общая характеристика осадочных горных пород как существующих в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры. Образование осадочного материала, виды выветривания. Согласное залегание пластов горных пород, типы месторождений.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 08.02.2016Характеристика оболочек Земли. Тектоника литосферных плит и формирование крупных форм рельефа. Горизонтальное строение литосферы. Типы земной коры. Движение вещества мантии по мантийным каналам в недрах Земли. Направление и перемещение литосферных плит.
презентация [1,7 M], добавлен 12.01.2011Строение и возраст земной коры. Строение и развитие структуры земной коры материков. Общая характеристика, этапы развития и описание строения геосинклинальных складчатых поясов. Особенности строения древних и молодых платформ. Спрединг океанического дна.
реферат [23,7 K], добавлен 24.05.2010Общая характеристика и основные черты раннепалеозойского этапа развития земной коры. Органический мир раннего палеозоя. Структура земной коры и палеогеография в начале эры. История геологического развития геосинклинальных поясов и древних платформ.
реферат [26,1 K], добавлен 24.05.2010
