SU1431520A1

SU1431520A1 - Способ магнитотеллургического зондировани

Info

Publication number: SU1431520A1
Application number: SU864078766A
Authority: SU
Inventors: В.В. Акиндинов; Л.А. Потапова
Original assignee: Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср
Priority date: 1986-05-05
Filing date: 1986-05-05
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к геофизике ,, а именно к геоэлектроразведке, и предназначено дл использовани при определении проводш-юсти и толщины слоев исследуемой среды.- Цель иэобре- тенич - повышение точности. С этой целью осуществл ют синхроннее измерение взаимно перпендикул ртат горизонтальных электрической и магнитной составл ющих естественного электро- магнитного пол Ей и Н на поверхности горизонтально-споистой среды. Производ т выбор волновых полей иЭлуче- ни грозовых разр довJ спектральную обработку полей таких грозовых разр дов и определ ют входной импеданс гориэонтально-сл(.)истой среды по от- ношеьшю корней мз спектральных плотностей составл ющих горизонтальнйх компонент электрического и магнитно- го полей. При этом предварительно измер ют среднеквадратмческое значение G вертикальной электрической составл ющей К естественного электромаг- нитного пол на интервале стационарности . -{змер )от горизонтальную элек- рическую составл ющую F. , горизонтальную магнитную 11ц составл ющую, компоненту Е и с мм ирную горизонтальную магнитную составл ющую Н естественного электромагнитного поц на поверхности горизонтально-слоистой среды при превьпчении Е порогового уровн , равного 3 . Селектируют СН -всплески составл ющей К с дли- те.пьностью К Г , где- К. .. ,2 , Гср 0,5. Определ ют спектральные плот- EiocTH вертикальной электрической и суммарной горизонтальной магнитной составл ющих пол . Определ ют грп- ничную частоту волновой зоны СНЧ- всплеска по отношению скорости света к рассто нию R до СНЧ--псплеска. Выбирают из записей поле11 Ец и Н реализа щи, соответстпую11че по времени выбранному СНЧ-всплеску. Определ ют спектральные плотности гори- .зонтальных взаимно перпендикул рных составл юй их электрического и магнитного полей дл f f го и параметры горизонтально-слоистой среды. с (О ЯкеА ы СП ю

Description

1

Изобретение относитс к геофизике и енно к г-еоэлектроразведке, и предназначено дл использовани при определении прс одамости и толшимы слоев исследуемой средм.

Цель изобретени - повышение точности .

Способ реализуют следутошзш образом s-,,

Осуществл ют регистрацию верти- . калькой электричес ой и горизонтальной суммарной магнитной составл ющих естественного электромагнитного пол Е н Н 3 точке иабгаодешш в ди апазонй частот 5-50 Гц. Измер ют среднеквадратическое значение G вертикальной электрической составл ющей Е естествеиного электромагт тного по на интервале стационарности,

равном дл диапазона частот 50 Гц ггриблизктельно 5 мин дл Земли,- При превьштении величиной Е порогового уровн 3G вьтолн ют и меремие с-ут-мар ной горизонтальной магнитной состав- л ющей Ч и горизонтальных взага-шо r{epneHj.,HK3WHpHb x компонент- электри™ чес;-кого Е,., Sn и магнитного полей Н селектируют сверхгтзкочастотные

(СНЧ) всплески по--комноненте Eg с характерной, длительностью Kt.., где

K-J

л л- аг п с;

/- J с (. р - 5 J S-

-срэ

Могдньге СНЧ-всплески образуют в ра-™ эокаторе Земл -- ионосфера стокчуЕО волну огфедел ютс как отклик-реэо- к-атора планета - ионосфера на одиночные мощные молниевые paзp дJЬ., По амплитуде СШ-всплески могут превос- ходать -уровень фона в Ш раз дл Зе:-- тш ,; Средн , длительность СНЧ-всплеска определ5штс зату}саШ 1ем электромаг ниттатх волн при ггрохождеиик их вогсруг земного пира, Hanpra- s pj на частоте 8 Гц затукание электромагнитных волн при прохождении н-к в волноводе Земл ионосфера составл ет 0,1 дБ/тыс км с При троекратном огибащ- и элек™ тромагнитньтю- волнами земного шара затухание электромагнитных во н.сос- таант 2 дВ. Врем j Б течение которо го электромагнитна ёолна трижды огибает земной maps составл ет 2 e e,/Vx3.

0,5 с, где V - фазова скорость тромагнитной волны; а - радиус Земли,- Веро тность поколени СНЧ-всгшеска оценивают как к 4000 грозовь 5 раз - р дов J, что сост вл ет приблизи-гель о 1 событие за 20-60 с.

Определ ют спектральные плотности верт-(;кальной электрической и су марной горизонтальной магнитной состанл «о щх пол Е и Определ ют йсшнозое соггоотивление по отнотеннп корней из ciie тральщик плотностей полей составл юпшх К„ и

Определнют - астоты f, пиlкмy foв к максиг-(у-нов волнового -созпГ Отивлзки где п - номер . :;ЁНк;-;ума г-шкс/иг-гуна.

Определ ют рйсгтоккис пт очки на-- блтоден.1 до ксточгсчка СНЧ-всплеска по формул- е.

УлЬтТгНЧ Т

- «

где п 1 - первый ыинт иум ;

- nspBbii ьгакснмум волнового сопротизланн к так далеа от низких частот к Ш1соким, V - фазова CKOpocTi-j. ь-лектро- магниткьп волн на -частоте f ,, Q радиус п-панеты.

25

35. сопротизлеииа

Зависш- ость частоть f на которой волновое conpOTiriBJiSHHe к се-г макс- - - ыу1- $шй. мкндагЖз опрер Еллетс времен-30 ной задержкой фазь; не . элет тромаг нитнымк BOJinaMHs пр код асй-г- м к наблю- датегао огнбан планету в ПРОТВБОПО- ложньк каправленн хо Зта -арененна

. задерлчка равна (2 u 0-2R)/V. Волновое

сопротизлеииа

Z(W)-E,,(«)/IL(«)

определшот теоретическим; расчетом по лей .

Е(й) к Н,Да;0

в виде р да эокальи ых гармоник ,г.п зертнкапьного эпектрнческого дипол Воотновое сопротнБленке огфеделч- етсн как.отношение

Z(«)E,.j(bl)/H,(a ))

о-лредглени экс-трет-п -мов вол- нового ср1-фО гивленй дифференцируют 2(со) по tts нриравнизаи результат ..1)ер-ек1гироз ,ни нулю и определшот

частоты I

ns

на котооьп;

S(Q)

к-чеет

сопротизлеииа

макс|-5ну Ы mm м-инкму -ш

„

й. , ...

где Y «.-фазова скорость зг ектрсмаг нктщж -волн на. частоте f ,, ДЛИ первого минимума.

лл пернпго м ксимума и так далее,

Фа ова CKOpoc i b электронагнит- нык воли в диап аоие частот 5-50 Гц иэиес / ьш

Опред;2лп:о7 грйкичкую частоту f,-, но. зо - ы СМЧ-всплеска по откс- шеп;-: о i /4j ;д - с;;с;)ость свста. Зъш1е iaoi o Tbi поле злуче- ник nH4--bonj i;ci ;a нол овым,

ГрЁЯК гную часто ; / f,-.. ппг еделкют по

i равЕ и;т;Зу ой.с1гго пи Я нгжду сточ

ккком СНЧ - зс;-тлес : - и точкой наб.ггоде- НИИ с ;т П- к-ой ВОЛН;-: ,,.-C/f|.p, ЕстестзеНПоа :;:Л;-:КТО| Ма1 ПлТ-Ю ;; поле Ка ЧЭ

стотгх i f ; .... гллегс золттоным полам Е1лГ;;::з1Л:-юг с- з учателк,

Зы:;-кргют нз полей состав- jiR Ou K ;:-.. к ;,. реалнзацки, соответ- CTByv;; -ie по ;иременн ,.;гнному СНЧ- всплаокз 5

Определ ют cnaiivpajibH ie плотности гои:чзск-га:гь; ь:К лзаиг«ю- перпенд - куллрШ:,ас -осг- а;5.у|.чиак:(: электрического к магнк гкок о дл f ffn,

01трвд-;лл;о ; ьлодиой н meддиc ере- по OTHcws;- :,-iFi XOIJHH HS спектральной ило-гкос -- 1 оои2онтйлькок элгкт- рГ1чес1:ой со1::тггт.,У :; гуей к корню спект ралькой пГ Г тлсс ;:-; горизонтальной магнитной ;ос саг Л;- :п1;1 й гюл „

Способ бь;л тгркнекеи дл определе- н:;;р пераметро з с - /лм s одном кз районов СССР...

При этом ипт- ас -остг. средкеквадра тк ек 0в С; :.еотк;сальной эл ;кч С:/1 Тйской . :отйзлнэтщей К„ естест ненкого - Л ;; : рома:-нкгмого пол Земли на интгрБ ле стз г ог-арности 5 кик в дкапазоке частот 5-50 Ти.,

Изиер ллсь

Хг

Iw- И слтфигжа горизоптал ьна магннт

..-,,.,

нал состав:тггала Н„-JH: -;- ;; естест

I - .-.

венного эпектрокагкитиого пол на ROBspxKOGTK Земли прн превьгшении тзвл ю дей Ss, порогового -уровн „ .равного 3(5j на-«нна с момента времени Т,

Сапектнрова--с СНЧ всплеск гю коьг- лоне те Е длительностью S с начинал с мог-ЕеН га вре - е 3ч Т,

С покощьгп праобргэоваки Фурье по /«учалк йпе.ктрг,;хьку7о пло гкость N на- пр жанкости сост-аеп ющей Е н спект оаггьнуш njj- JTHoc i b г1ц. Kanp.fc eHHOCTH су-мнарной ; эркзонтал ьной ьй.гнктной состанл }ощей Hj., Длл полууанкл спект - рг лькн} шюткостей NJ..T вз

:

-

1Г)

G

30

35

40

- о

45

то 128 выборог на инт рвз/и 1 с, получен cfiPKTp с разрр.иен тем по частоте I Г ц ,аггг чггстот 1-6 J Г;л.

Определ лось волио ое сопрршвле- ние по отногпеи1«о слектрг в . / ц .

Измер лись частотъ мин;-- гх ов и - акси 1уноп волнорого гопрогкз. Г,-7 Гц, f 3 Ги.

Олредал лост; р ссто т не R от СНЧ- Есплеска до точк чйблт- .ла тг- уо фор -гyлe

.. .

При f, Пь P:-8jA-l 0 KNij при Гц, r, 2, ,3MO fCT- , Опреде-л лась г раикчна чзстотй

f .35 Гц.

Выбирались Еу и

и Lj - реол о цшт- соо7ветстВ;Пощме. по Bpevfp.HH пыбраниот у Сг Ч-всплескуо

Определ лись спектр&льггые плоткос- тк К)ц.напр женностен горизон- тальных взаит-1Ко перп ндккулкриьпс ЗЛЕК- тркческой Е, н составл нт™ щей Н. Фypьй-пpгoбpaзoпaниe f по 12В выборочным значен м на -се: унцном интервале времс т,

Олредел лс входной рл-стеданс сре- дь по отко ению корней из спектраль- ных плoтнocтeй( f-g--7N дгг f 35 Гц. Дл f 35 Гц измер емое поле вл етс плоской электромагнитной волной.

БгльЕчнна скин-сло штн гпуПниа исследовани дл частот выше 35 Гц составила при О эфю среды 10 0м/н зе- личину менее .3 км.

Параметры трехслойной среды соот- нетственко д-п первого елс р, - 1500 Ом/м, h « 2,6 Kj дл второго сло р2 -- 17С Ом/м, hj « 40 м и дл третьего сло i)-., (f/n , I

Точность определени зелнчкга R

составл ет 0,510 , .

Формула

3 обретени

Способ магнитотеллургического зок- диронадаг э при котором осуздествл ют синхронные измерени Bsai-ixHo перпен- дш ул рных горизонтальньп-: электрн- ческой и магнитной состанл юп1.х Е- U И„ естественного электромагниткого пол на поверхности гориэоктально- слоистой среды, производ т выбор вол- нозых,полей нзлу геик грсзовьте разр дов , спектральную обработку полей грозовых разр дов и определение вход кого иг-отеданса горизонтально-слоистой среды по отношению корней из спектральных плотностей составл клдих горизонтальных компонент электрического и магнитного полей, отличающийс тем5 чтор с целью .

повьапени точности определени входного импеданса горизонтально-слоистой среды, предварительно измер ют сред- неквадратйческое значение G вертикальной электрической составл ющей Е естественного электромагнитного пол на интервале стационарности, измёр ют горизонтальную электрическую составл ющую E)f, горизонтальную магнит- иую составл ющую Huf компоненту Е и сум арную горизонтальную магнитную составл ющую Н естественного электромагнитного пол нз поверхности горизонтально-слоистой среды при превы- шеййи EJ величины порогового уровн ЗС, селектируют СЯЧ-всплески состав- л ющей Е пд1ительностью КГ.,, где К ,5 GS определ ют спектраль- г, отности вертикальной электрической и .суммарной горизонтальной маг ни Гной составл юпщх пол определ ют

волновое сопротивление по отношению корней из спектральных плотностей полей Е,2 и Н, определ ют частоты f минимумов и максимумов волнового сопротивлени , где п - номер минимума или максимума, определ ют рассто ние до СНЧ-всплеска по формуле

B QV4n (n+l) fT

где n - первый минимуму

- первый максимум волнового сопротивлени и так далее от низких частот к высоким; V - фазова скорость электромагнитных волн на частоте

Q - радиус планеты.

Определ ют граничн то частоту волновой зоны СНЧ-всплеска по отношению скорости света к рассто нию R, выбирают ЕХ и Нь - реализации, соот-. ветствующие по времени выбранному СНЧ- всплеску, после чего определ ют спектральные плотности горизонтальных взаимно перпендикул рных составл ющих электрического и магнитного полей дл f у f (-р и параметры слхэев горизонтально-слоистой среды.

Claims

Формула изобретении

Способ магнитотеллургического зондирования, при котором осуществляют синхронные измерения взаимно перпендикулярных горизонтальны:·: электрической и магнитной составляющих Е^ и IL естественного электромагнитного поля на поверхности горизонтальнослоистой среды, производят выбор вол.новых.полей излучения грезовых раз5 рядов, спектральную обработку полей грозовых разрядов и определение входного импеданса горизонтально-слоистой среды по отношению корней из спектральных плотностей составляющих горизонтальных компонент электрического и магнитного полей, отличающийся тем, что, с целью . повышения точности определения вход- ю ного импеданса горизонтально-слоистой среды, предварительно измеряют среднеквадратйческое значение (5 вертикальной электрической составляющей Е₂естественного электромагнитного поля 15 на интервале стационарности, измеряют горизонтальную электрическую составляющую Еи, горизонтальную магнитную составляющую Н^, компоненту Е₇ и суммарную горизонтальную магнитную 20 составляющую Н_г естественного электромагнитного поля на поверхности горизонтально-слоистой среды при превы- . шеййи Е₂ величины порогового уровня

ЗС, селектируют СНЧ-всплески состав- 25 ляющей Е_г длительностью где К= = 1-2,^^=0,5 с, определяют спектральные г. отности вертикальной электрической и суммарной горизонтальной магнитной составляющих поля, определяют 30 волновое сопротивление по отношению корней из спектральных плотностей полей Е^ и Н_г, определяют частоты f минимумов и максимумов волнового со противления, где η - номер минимума или максимума, определяют расстояние до СНЧ-всплеска по формуле где п=1 - первый минимум;

п=2 - первый максимум волнового сопротивления и так далее от низких частот к высоким;

V - фазовая скорость электромагнитных волн на частоте

Q - радиус планеты.

Определяют граничную частоту f_rp волновой эоны СНЧ-всплеска по отношению скорости света к расстоянию R, выбирают Е_х и H'tj - реализации, соот-.· ветствующие по времени выбранному СНЧвсплеску, после чего определяют спектральные плотности горизонтальных взаимно перпендикулярных составляющих электрического и магнитного полей для f >fср и параметры слоев горизонтально-слоистой среды.