Главная » Деятельность » Аэросъёмка » Импульсный аэроэлектроразведочный комплекс

Импульсный аэроэлектроразведочный комплекс

Аэроэлектроразведка методом переходных процессов (АМПП) является на сегодняшний день наиболее эффективной технологией прямого поиска твердых полезных ископаемых на этапе детальных поисково-разведочных работ (масштаб от 1:25 000 до 1:5 000).

Суть метода

Метод переходных процессов основан на изучении затухания магнитного поля вихревых токов (переходных процессов), возникающих в электропроводных средах во время прохождения первичного магнитного поля (режим On-time) и при его выключении (режим Off-time). Первичное магнитное поле создается пропусканием импульсов тока по замкнутому, горизонтальному, многовитковому контуру, который буксируется воздушным судном на трос-кабеле. Переходные процессы регистрируются с помощью разноориентированных индукционных приемников поля (многовитковых катушек). Наземный аналог метода – зондирование становлением в ближней зоне (ЗСБ).

Внешний вид системы.

Особенности системы

Технические особенности:

  • Индукционный приемник располагается в центре генераторной петли – соосная установка обеспечивает его максимально близкое положение к поверхности земли, что позволяет увеличить чувствительность системы к приповерхностным объектам, а также облегчает интерпретацию графиков ЭДС переходного процесса.
  • Достаточно низкая рабочая частота и высокий дипольный момент способствуют глубокому проникновению индуцируемых токов в среду (среднее значение – 350 м).
  • Низкий уровень шума приемника (по сравнению с системами до 2016 г.) позволяет повысить чувствительность системы к слабоконтрастным объектам.
  • Измерение всех трех компонентов вторичного поля позволяет более точно оценивать положение локального проводящего объекта, а также использовать эту информацию для повышения однозначности автоматизированного решения обратной задачи.
  • Возможность регистрации B-поля и On-time режима позволяет расширить диапазон проводимостей объектов, которые можно обнаружить системой.
  • Настройка мощности генератора и продолжительности импульса позволяет выбрать оптимальный вариант конфигурации для решения конкретных задач.

Эксплутационные особенности:

  • Монтируется на самые распространенные вертолеты: Eurocopter AS350 B3, Ми-8 и др. Выбор зависит от технико-экономических параметров.
  • Конструкция системы обеспечивает максимально близкое положение источника возбуждения и приемника к поверхности земли (минимальная высота петли над землей – 35 м), что приводит к уменьшению зоны возбуждения и повышает вероятность обнаружения небольших объектов.
  • Аэродинамика системы позволяет выполнять съемку на скорости 100 км/ч, что приводит к увеличению пространственного разрешения съемки (сохранение кривых спада через 5 м).
  • Генераторная петля состоит из легких трубчатых сегментов из стекловолокна, что отражается на удобстве транспортировки, легкости монтажа и ремонта.
  • Для оптимизации затрат на выполнение съемки, возможна базировка «на точке» – не подготовленной вертолетной площадке в пределах площади работ.

Аэрогеофизический комплекс:

  • Обязательным элементом данного комплекса является высокоточный аэромагнитометр. Датчик магнитометра находятся на уровне генераторной петли.
  • В качестве навигационной системы используется совмещенная система GPS-ГЛОНАСС. Одна антенна спутниковой навигационной системы находятся на уровне с генераторной петлей, другая – на борту вертолета.
  • В зависимости от решаемых задач и конкретной геолого-геофизической ситуации в состав комплекса может быть включен аэрогамма-спектрометр (объемом детекторов 32 или 48 л).

Геолого-поисковые задачи, решаемые при помощи аэроэлектроразведки АМПП:

  • Детальные поиски сульфидных медно-никелевых месторождений.
  • Детальные поиски полиметаллических свинцово-цинковых руд.
  • Выделение аномалий, благоприятных на обнаружение кимберлитовых трубок (в комплексе с другими геофизическими методами).
  • Выделение и картирование погребенных палеодолин с целью прогнозирования россыпных месторождений.
  • Изучение внутреннего строения рудоконтролирующих тектонических зон и прослеживание рудолокализующих нарушений по латерали и на глубину.
  • Изучение геологического строения верхней части разреза посредством детального зондирования и построения объемных моделей.
  • Оценка геотермальных ресурсов территории путем анализа теплопроводности геологических объектов.
  • Гидрогеологические картирование для решения задач инженерной геофизики.
Медно-никелевое месторождение Forrestania (Западная Австралия). Аномалия ЭДС над месторождением на профиле наблюдения и на карте.

Техническая спецификация

Передатчик ЭМ поля и генератор:

  • диаметр петли: 30 м;
  • дипольный момент: до 850 000 Ам² (выбирается);
  • возбуждаемый сигнал: знакопеременный полусинус;
  • продолжительность импульса: от 4 до 6 мс (выбирается)
  • частота импульсов: 30 Гц;
  • длина трос-кабеля: 70 м;
  • совместимость с модификацией MULТIPULSETM.

Приемник ЭМ поля:

  • ориентация датчиков: X, Y, Z;
  • число интервалов регистрации: до 30 (выбирается);
  • регистрируемое поле: dB/dt (ЭДС) и B-поле (вычисляется в реальном времени);
  • частота измерений: 10 Гц;
  • частотный диапазон: 25 Гц – 25 кГц;
  • уровень собственных помех: до 0.2 нТ/с (на поздних временах компоненты Z поля dB/dt).

Магнитометр:

  • датчик магнитного поля: Scintrex CS-3;
  • устойчивость к градиенту магнитного поля: до 20000 нТл/м;
  • диапазон измерений: от 17000 до 100000 нТл;
  • частота регистрации магнитного поля: 20 Гц;

Модификация MULTIPULSE

Модификация HELITEM MULТIPULSETM позволяет значительно улучшить разрешение по глубине в верхней части разреза и увеличить чувствительность к слабоконтрастным объектам при сохранении достаточной глубинности исследований за счет использования комбинированного зондирующего импульса.

Форма комбинированного импульса.

Применение высокоамплитудных импульсов (большой дипольный момент) приводит к значительными собственными переходными процессами в приемном и генераторном контурах, что затрудняет регистрацию переходных процессов на ранних временах (сразу после выключения тока в генераторной петле). Добавление малого импульса позволяет восполнить эту информацию.

Пример кривой спада.

Совместная обработка получаемых данных позволяет строить геоэлектрические разрезы с сохранением информации как о глубоких горизонтах, так и о приповерхностных неоднородностях.

Примеры геоэлектрических разрезов (пересчет глубина-проводимость), построенных по откликам простых сигналов и комбинированному импульсу.

Использование комбинированного зондирующего импульса позволяет увеличить динамический диапазон регистрируемых проводимостей геологических объектов. Это достигается за счет того, что отклик прямоугольного импульса отвечает в большей степени ранним постоянным спада, соответствующим высокоомным образованиям.

Результат моделирования отклика полусинуса (сплошная линия) и прямоугольного импульса (пунктрир) от замкнутого контура с различной постоянной спада.

Система HELITEM MULTIPULSE TM способна эффективно решать как геолого-поисковые, так и картировочные задачи на всем интервале регистрируемых глубин с высоким пространственным разрешениям как по латерали, так и по глубине.

Карты эффективных сопротивлений, отвечающие ранним и средним временам регистрации вторичного поля для полусинуса и прямоугольного импульса.

Вызванная поляризация

Специальная пост-обработка данных системы HELITEM позволяет выявлять и количественно интерпретировать аномалии индукционно-вызванной электрической поляризации.

Явление ВП протекает весьма интенсивно при наличии в среде электронопроводящих минералов, поэтому метод ВП является основным методом рудной геофизики. Причем, поскольку интенсивность аномалий ВП пропорциональна площади поверхности электронных проводников, метод позволяет картировать не только массивные, но и вкрапленные руды.

Магнитное поле (А), эффективные сопротивления (Б), аномалии ВП (В).
Пример аномалии ВП на одном из маршрутов.