Соколов К. О.

ИГДС СО РАН, аспирант

Научный руководитель: с.н.с., к.т.н. Федорова Л.Л.

КАРТИРОВАНИЕ ГРАНИЦ ПРОДУКТИВНОГО СЛОЯ АЛМАЗОНОСНОЙ РОССЫПИ ПО СПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ДАННЫХ ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ МЕРЗЛОГО ГОРНОГО МАССИВА

Георадиолокация - метод электроразведкиоснованный на излучении сверхширокополосных импульсов электромагнитных волн иприеме сигналов, отраженных от границ раздела слоев зондируемой среды, имеющихразличные электрофизические свойства.

Использование метода георадиолокации для картирования границ продуктивногослоя в условиях открытой разработки месторождений криолитозоны затруднено всвязи с широким диапазоном свойств исследуемых сред. При проведении георадиолокационных работ по оконтуриваниюалмазоносных россыпей сезонно-талый слой представляет собой экранирующийгоризонт, маскирующий сигналы от нижних слоев. Для получения достовернойинформации в этих условиях нами предлагается проводить обработку данных спомощью спектрально-пространственного анализа принятого сигнала. Учитывая, чтогеорадиолокационные сигналы относятся к нестационарным, то для выявлениялокальных особенностей спектрально-временных характеристик сигналов  предпочтительно применение одномерногонепрерывного вейвлет преобразования, позволяющегопроследить динамику частотных составляющих вдоль всего сигнала. Благодаря этомусвойству вейвлетов имеется возможность обнаружения сигналов от нижних границ нафоне низкочастотной составляющей сигнала, возникающей из-за высокой проводимостипород.

При прохождении сверхширокополосногосигнала через границу раздела сред, частотное наполнение отраженных сигналов иих амплитуды зависят от индивидуальной реакции каждой частоты на эту границу,определяемой свойствами среды. Исходя из этого, в георадиолокационном сигналекаждой границе соответствует импульс определенной длительности и амплитуды. Дляоднозначного определения отражений от реальных геологических границ необходимоиспользовать специализированное аппаратно-программное обеспечение и проводитьпредварительную обработку данных, исключающих шумы и переотражения [1].

При вейвлет-разложении георадиолокационного сигнала выявляются областимаксимумов вейвлет-коэффициентов, соответствующих разным частотным диапазонамисследуемого сигнала, в моменты времени, связанные с изменением свойств среды.При этом время регистрации максимальных значений энергии частот (f)указывает на глубину границ раздела слоев контрастных по проводимости, длявыделения этой границы необходимо провести вейвлет преобразование  с параметрами соответствующими частоте f.

Данный подход успешно апробирован прикартировании алмазоносных россыпей Севера. На рис. 1а представлен фрагментисходного георадиолокационного разреза, полученного при зондированияхгеорадаром ОКО-2 с АБДЛ-Тритон с частотой 30 МГц (ООО «Логис», г. Раменское).Георадиолокационные сигналы на этом разрезе являются суперпозицией сигналовотраженных от границ слоёв. Для повышения разрешающей способности и выделенияграниц на глубинах до 5 м проведена вейвлет-обработка разреза.  На рис.1б представлен результат непрерывноговейвлет преобразования - частотно-временной образ георадиолокационного сигнала,полученного в точке зондирования 121, на котором три максимумавейвлет-коэффициентов соответствуют границе сезонно-талого слоя,  верхней и нижней границам продуктивного слоя.Вейвлет-обработка  георадиолокационногоразреза анализирующим вейвлетом с частотой f₁позволяет выявить обе границы продуктивного слоя (рис.1г). Результатыгеорадиолокационных исследований подтверждены данными бурения.

Рис.1  Пример обработки данныхгеорадиолокации с применением вейвлет анализа

В результатепроведенных исследований разработано программно-методическое обеспечениеобработки и интерпретации данных георадиолокации, основанное на  частотно-временном анализевейвлет-преобразования сигналов, позволяющее повысить детальность изученияслоистой структуры мерзлых горных пород произвольной электропроводности, чтооткрывает возможность картирования маломощных продуктивных горизонтов перекрытыхобводненными отложениями.

Информационные источники

1. Омельяненко А.В., Федорова Л.Л.Георадиолокационные исследования многолетнемерзлых пород. – Якутск: Изд-во ЯНЦСО РАН, 2006. – С. 136.