Гидрогеология и геокриология
Вода является основным проводником электрического тока в земле, поэтому электромагнитные (ЭМ) геофизические методы могут быть очень полезны в гидрогеологии и геокриологии, будучи особенно чувствительными к таким параметрам, как содержание воды, соленость воды, ее температура и физическое состояние. Магнитотеллурические методы (МТ) имеют наибольшую глубину исследования среди всех других геофизических ЭМ методов и, таким образом, идеально подходит для исследования глубоководных водоносных горизонтов и толщ вечной мерзлоты.
Изучение вечной мерзлоты на севере России
В качестве примера исследований вечной мерзлоты можно привести работы методом МТЗ в районе Хатангского залива (Таймыр, Россия), где компанией "Северо-Запад" был собран большой объем МТ-данных. Некоторые из линий съемки непосредственно пересекали залив (измерения проводились со льда в весенний период). Как видно на рисунке 1, на суше вечная мерзлота имеет толщину около 500 м и удельное сопротивление от 50 до 500 Ом·м. Ближе к береговой линии имеются проводящие области, предположительно связанные со сквозными таликами сопротивлением 1-20 Ом·м. В верхней части разреза, прямо под Хатангским заливом, выделяется слой оттаявших пород толщиной около 200 м и удельным сопротивлением менее 10 Ом·м. Мерзлый слой под заливом проявляется более низким удельным сопротивлением (30-100 Ом·м) по сравнению с его береговой частью, что, по-видимому, связано с повышенной придонной температурой и, возможно, повышенной соленостью поровых жидкостей, определяющих существование оттаявших прослоев внутри этого слоя [Piskunova et al., 2018].
В качестве примера исследований вечной мерзлоты можно привести работы методом МТЗ в районе Хатангского залива (Таймыр, Россия), где компанией "Северо-Запад" был собран большой объем МТ-данных. Некоторые из линий съемки непосредственно пересекали залив (измерения проводились со льда в весенний период). Как видно на рисунке 1, на суше вечная мерзлота имеет толщину около 500 м и удельное сопротивление от 50 до 500 Ом·м. Ближе к береговой линии имеются проводящие области, предположительно связанные со сквозными таликами сопротивлением 1-20 Ом·м. В верхней части разреза, прямо под Хатангским заливом, выделяется слой оттаявших пород толщиной около 200 м и удельным сопротивлением менее 10 Ом·м. Мерзлый слой под заливом проявляется более низким удельным сопротивлением (30-100 Ом·м) по сравнению с его береговой частью, что, по-видимому, связано с повышенной придонной температурой и, возможно, повышенной соленостью поровых жидкостей, определяющих существование оттаявших прослоев внутри этого слоя [Piskunova et al., 2018].
Рис. 1. Геоэлектрический разрез через Хатангский залив, Россия. 1 - вечная мерзлота, 2 - талики. (Piskunova et al., 2018)
Изучение глубоких водоносных горизонтов в Загросе, Иран
Нехватка пресной воды является одной из наиболее острых социально-экономических проблем в Иране. Для оценки перспектив и разведки глубоких водоносных горизонтов в 2015-2017 годах компании ООО "Северо-Запад" и ZAPCE Ltd. провели региональные МТ-исследования в Загросском складчатом поясе.
Характерной особенностью всех полученных разрезов УЭС является большой контраст сопротивления: от долей до тысяч Ом⋅м (рис. 2). Самые низкие значения удельного сопротивления связаны с пористыми и трещиноватыми породами, насыщенными флюидами высокой солености (C1). Зоны низкого удельного сопротивления имеют сложную форму и располагаются на глубине от 5 до 15 км. Они подстилаются высокоомным слоем, который мы интерпретируем как соль Ормузской формации (1). Зоны высокого удельного сопротивления (R3) соответствуют мезозойским-палеозойским консолидированным известнякам и доломитам.
В северо-восточных частях профилей, за пределами складчатого пояса, были выявилены глубокие разломы и несколько проводящих зон (C2), вероятно, связанных с глубинными флюидами и/или гидротермальным преобразованием пород. Высокоомные зоны (R2) соответствуют интрузивным телам, типичным для евразийской части Ирана и известным по геологическим данным (зона Санандадж-Сирджан).
Следует отметить, что полученные геоэлектрические разрезы являются первыми данными о строении верхней части земной коры Высокого Загроса, полученными методом МТ.
Нехватка пресной воды является одной из наиболее острых социально-экономических проблем в Иране. Для оценки перспектив и разведки глубоких водоносных горизонтов в 2015-2017 годах компании ООО "Северо-Запад" и ZAPCE Ltd. провели региональные МТ-исследования в Загросском складчатом поясе.
Характерной особенностью всех полученных разрезов УЭС является большой контраст сопротивления: от долей до тысяч Ом⋅м (рис. 2). Самые низкие значения удельного сопротивления связаны с пористыми и трещиноватыми породами, насыщенными флюидами высокой солености (C1). Зоны низкого удельного сопротивления имеют сложную форму и располагаются на глубине от 5 до 15 км. Они подстилаются высокоомным слоем, который мы интерпретируем как соль Ормузской формации (1). Зоны высокого удельного сопротивления (R3) соответствуют мезозойским-палеозойским консолидированным известнякам и доломитам.
В северо-восточных частях профилей, за пределами складчатого пояса, были выявилены глубокие разломы и несколько проводящих зон (C2), вероятно, связанных с глубинными флюидами и/или гидротермальным преобразованием пород. Высокоомные зоны (R2) соответствуют интрузивным телам, типичным для евразийской части Ирана и известным по геологическим данным (зона Санандадж-Сирджан).
Следует отметить, что полученные геоэлектрические разрезы являются первыми данными о строении верхней части земной коры Высокого Загроса, полученными методом МТ.
Рис. 2. Геоэлектрические разрезы по 4 региональным профилям (E1, E2, E3 и E4) в Высоком Загросе. Расстояние между пикетами (не показаны) 1 км. Соотношение вертикального и горизонтального масштабов 1:1. Проводящие зоны и слои: С1 - зоны, насыщенные флюидом, С2 - зоны гидротермальных изменений, С3 - кайнозойские отложения. Высокоомные зоны и слои: R1 - кристаллический фундамент, R2 - интрузии, R3 - мезозойские консолидированные осадки. 1 - соли формации Хормуз, 2 - зоны, насыщенные флюидом или гидротермально измененные породы, 3 - главный Загросский разлом, 4 - остальные разломы.