Файл: Каленов, Е. Н. Геологическое истолкование результатов магнитотеллурической разведки.pdf

отыми осадками карбона, девона и более древнего возраста мощ­ ностью от 1 до 2,5 км с сопротивлением, уменьшающимся с глу­ биной от десятков до единиц ом-метров. Среднее продольное сопротивление pt изменяется от 2,8 до 3,7 Ом-м; S — от 650 до

(рис. 35, г) имеют углы наклона к оси абсцисс 27 и 32° при h/Xcp от 0,05 до 0,09. В пределах этих значений угол наклона нормаль­ ного графика Е (S) составляет 45°. Значительное выполаживание рассматриваемых графиков в сравнении с нормальным можно объяснить полупрозрачностыо промежуточной высокоомной толщи Е (S х) на участке исследования указывают на слабую связь между Е и S v Поэтому за опорный горизонт при наблюдениях ТТ здесь принимается фундамент.

На практике встречается много районов, где в геоэлектрических разрезах промежуточная высокоомная толща оказывается полупрозрачной. К ним относятся, например, обширные терри­ тории в Европейской части СССР (площади Тимано-Печорской и Волго-Уральской нефтегазоносных провинций, Днепровско-До­ нецкой впадины, Центральных и других районов), северная часть Западной Сибири, Восточной Сибири (Иркутский амфитеатр, Вилюйская впадина), на Сахалине.

Приведем пример полной непрозрачности промежуточного экрана (рис. 35, д), относящийся к южной части Предуральского прогиба. Промежуточная толща с весьма расчлененным рельефом поверхности залегает здесь на глубине от десятков метров до 2 км и представлена галогенными породами нижнепермского возраста мощностью предположительно 1—2 км; сопротивление ее дости­ гает нескольких тысяч ом-метров при небольшом среднем сопро­ тивлении перекрывающих песчано-глинистых и карбонатных отло­ жений. Суммарная продольная проводимость S х по результатам ВЭЗ колеблется от единиц до 100—150 См. Фундамент предполо­ жительно залегает на глубине несколько километров. График Е (iSx) позволяет утверждать, что опорным горизонтом здесь служит непрозрачная толща нижней перми: правая часть графика на участке от 0,014 до 0,04 наклонена к оси абсцисс под углом около 36°, что хорошо согласуется с нормальным графиком Е (iS) в том же интервале h/Xcp. Левая часть практического гра­ фика (углы наклона 8—22°) лежит за пределами вычисленного нормального графика. Возможно, что диапазон периодов регист­ рируемых вариаций поля ТТ на этом участке малых iS^ (и малых глубин залегания экрана) относится к выполаживающейся части правой восходящей ветви кривых МТЗ, где значительно ослабе­ вает связь между напряженностью поля и суммарной продольной проводимостью осадков. Территории, где геоэлектрический раз­ рез содержит промежуточную непрозрачную высокоомную толщу, кроме Предуральского прогиба, встречаются в Прикаспии, Дне-

86

провско-Донецкой впадине, Иркутском амфитеатре н других районах.

Итак, карта Е в благоприятных условиях отражает изменениесуммарной продольной проводимости осадков, залегающих над. непроводящим основанием (фундаментом), а в случае постоянного Р/ в пределах изучаемого участка характеризует рельеф этогооснования. Максимальным значениям Е, как правило, соответст­ вуют поднятия, минимальным — погружения. Однако следует заметить, что максимумы Е могут быть вызваны и поднятиями проводящих пород при значительной их анизотропии.

Если на изучаемой площади выполнялись вертикальное элек­ трическое зондирование или зондирование становлением поля, определяющие значения S всей толщи до высокоомного основания, то по графикам зависимости Е (S) при достаточно тесной связи между этими величинами карта Е может быть преобразована в карту S [22], которую в свою очередь при известных р, можно пересчитать в карту рельефа непроводящего основания (фунда­ мента). Если ню на площади съемки есть скважины, вскрывшие это основание или надежные данные сейсморазведки о глубинах h его залегания, то по графикам зависимости Е (h) при четком их выражении карта Е может быть трансформирована в карту рельефа.

Параметр М. Полевой и абсолютный эллипсы поляризации. Иногда карту Е дополняют вспомогательной картой так называе­

поля ТТ в базисной точке р представляет собой окружность ра­ диуса R, то в полевой точке q годографом будет эллипс с большой и малой полуосями а и Ъ. Этот эллипс называется полевым. Еге полуоси вполне определенными соотношениями связаны с мак­

поляризации поля и называется параметром М. В случае исследо­ вания горизонтально-однородной среды полуоси а и Ъ полевого эллипса равны между собой, и параметр М — 1. При горизон­ тальной неоднородности чем резче изменяется разрез в направле­ нии от базисной точки к полевой, тем больше параметр М откло­ няется от единицы. Отсюда следует, что параметр М можно рас­ сматривать в качестве показателя горизонтальной неоднород­ ности изучаемого разреза.

Форма и ориентация полевого эллипса зависят не только от геоэлектрических условий и поляризации поля ТТ в подвиж­ ном пункте наблюдения, но и от поляризации поля в базисной точке, что придает полевому эллипсу относительный характер. Поэтому строят так называемый абсолютный или истинный эл­ липс [13, 32], который связан с поляризацией поля ТТ в данной точке исследования независимо от базисной. Обрабатывая записи

87

вариаций с периодом 10—60 с, составляют диаграмму из набора 100—150 векторов поляризации, распределенных более или менее равномерно во всех квадрантах этой векторной диаграммы. Затем она подразделяется обычно на 24 сектора (по 15°). Для каж­ дого из них вычисляют средний вектор как среднеарифметическое из длин всех векторов, попавших в этот сектор. Средний вектор поляризации относят к середине сектора. Соединяя концы этих

лютных эллипсов, на которой в уменьшенном масштабе наносят положение их осей. Такая карта может быть полезна при геологи­ ческом истолковании результатов наблюдений ТТ. Например, в районах моноклинального погружения опорного горизонта и на склонах вытянутых поднятий оси эллипсов располагаются преимущественно по падению (большая ось) и простиранию (ма­ лая ось) опорного горизонта.

в основном карта Е эффективной (средней) напряженности поля ТТ. Карты Етах и І7тіп. За последнее время в районах с гори­ зонтально-неоднородным разрезом, содержащим в себе высокоом­ ную промежуточную толщу, наряду с картой средней напряжен­ ности Е поля ТТ составляют карты максимальной и минимальной напряженности. Карты Етах и 2?min строят, исходя из вычисления абсолютных эллипсов в точках наблюдения. Большие полуоси эллипсов определяют значения Етах, малые — значения Етіп. Предполагается, что над линейными структурами изменения зна-

88

четій Етах связаны главным образом с рельефом поверхности промежуточной экранирующей толщи, а Етіп с поведением непро­ водящего основания (фундамента). Справедливость этого предпо­ ложения будет понятна, если мы вспомним взаимоотношение вычисленных кривых МТЗ над одной из моделей линейных струк­ тур — протяженным выклинивающимся слоем с промежуточным высокоомным пропластком. Кривые р^, полученные при Н-

поляризоваином поле, располагаются выше кривых при і?-поля- ризованном поле (кривых pH), т. е. р^ О р|, или E-L^-E^. Вместе

с тем кривые р£, как указывалось, в большей степени отражают рельеф поверхности высокоомного пропластка, а кривые р | —

поведение поверхности непроводящего основания. Отсюда и воз­ никает предположение, что в районах, где развиты линейные структуры, значения Етах, подобно значениям S-1-, определяемым по кривым р^, будут связаны главным образом с суммарной про­

дольной проводимостью осадков, залегающих над экранирующей промежуточной высокоомной толщей, а значения Етіп, как и 511, — с суммарной продольной проводимостью всех отложений над изолирующим основанием (фундаментом). Карты Етах и i?min, таким образом, предположительно позволяют прослеживать раз­ дельно поверхности промежуточного высокоомного горизонта и непроводящего основания, что имеет большое значение при поис­ ково-разведочных исследованиях. Работа по указанному разде­ лению полей весьма трудоемка и требует использования элект­ ронно-вычислительных машин.

Прослеживание рельефа проводящей толщи. До сих пор нами подчеркивалось, что наблюдаемые короткопериодные вариации поля ТТ соответствуют восходящей ветви кривых МТЗ (интер­ валу S). Однако в районах (например, Вилюйская синеклиза) с мощной (до 3—4 км) проводящей толщей осадков, которая зале­ гает под горизонтом повышенного сопротивления почти той же мощности, вариации поля ТТ в диапазоне наблюдаемых периодов (10—60 с) относятся к нисходящей ветви кривых МТЗ — интер­ валу h. В этом интервале импеданс | Z | тесно связан с мощностью 1іг горизонта, перекрывающего низкоомную толщу. Параметр К, равный отношению эффективных напряженностей поля ТТ в поле­ вой q и базисной р точках, в интервале h зависит главным обра­

водящей толщи в точке исследования) параметр К увеличивается и, наоборот, с уменьшением (поднятием проводящей толщи) параметр К уменьшается. Таким образом, эффективная напряжен­ ность поля ТТ в интервале h оказывается максимальной при. наи­ большем погружении проводящей толщи и минимальной при наи­ меньшей глубине ее залегания, в противоположность тому, что наблюдается, когда регистрируемый диапазон периодов вариаций поля входит в интервал S кривой МТЗ, и опорным служит горизонт

89