ОЦЕНКИ ХОЛЛОВСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ПО ДАННЫМ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-4-0509
Аннотация
Многие минералы по своим свойствам являются полупроводниками. Замечено также, что вмещающие породы над залежами нефти и газа, пронизываемые углеводородными флюидами, иногда проявляют себя как полупроводники. Но так как электропроводность таких сред в магнитном поле Земли становится анизотропной, вполне возможны проявления эффекта Холла в горных породах в естественных условиях, например при магнитотеллурическом зондировании. В анизотропной среде поле расщепляется на составляющие, отличающиеся коэффициентами затухания и фазовой скоростью, – нормальные моды. Отличие мод связано с их поляризацией и направлением вращения вектора поля: в одной моде поле вращается по часовой стрелке, во второй – против. За счет эффекта Холла отклик среды может быть неодинаковым в случаях возбуждения среды лишь одной из нормальных волн. Для обнаружения влияния эффекта Холла при магнитотеллурическом зондировании мы используем метод поляризационного анализа с выделением спектров мод с правой и левой круговой поляризацией. Проведены специальные эксперименты для обнаружения вклада эффекта Холла при магнитотеллурическом зондировании, получены первые оценки холловской проводимости пород.
Ключевые слова
магнитотеллурическое зондирование,
эффект Холла,
нормальная мода анизотропной среды,
холловская проводимость
Финансирование: Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (проект № 17-05-00083) и ФНИ (проект № 0331-2019-0015 «Реалистичные теоретические модели и программно-методическое обеспечение геоэлектрики гетерогенных геологических сред»).
Об авторах
В. В. Плоткин
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия
630090, Новосибирск, пр-т ак. Коптюга, 3
Россия
630090, Новосибирск, пр-т ак. Коптюга, 3
В. В. Потапов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия
630090, Новосибирск, пр-т ак. Коптюга, 3
Россия
630090, Новосибирск, пр-т ак. Коптюга, 3
Список литературы
1. Avdeeva A., Moorkamp M., Avdeev D., Jegen M., Miensopust M., 2015. Three-Dimensional Inversion of Magnetotelluric Impedance Tensor Data and Full Distortion Matrix. Geophysical Journal International 202 (1), 464–481. https://doi.org/10.1093/gji/ggv144.
2. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 668 с.
3. Caldwell T.G., Bibby H.M., Brown C., 2004. The Magnetotelluric Phase Tensor. Geophysical Journal International 158 (2), 457–469. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02281.x.
4. Гололобов Д.В., Малевич И.Ю. Физические и электрохимические процессы в среде над залежью углеродов // Доклады БГУИР. 2005. № 1. С. 22–27.
5. Groom R.W., Bahr K., 1992. Corrections for near Surface Effects: Decomposition of the Magnetotelluric Impedance Tensor and Scaling Corrections for Regional Resistivities: A Tutorial. Survey Geophysics 13, 341–379.
6. Käufl J.S., Grayver A.V., Kuvshinov A.V., 2018. Topographic Distortions of Magnetotelluric Transfer Functions: A High-Resolution 3-D Modelling Study Using Real Elevation Data. Geophysical Journal International 215 (3), 1943–1961. https://doi.org/10.1093/gji/ggy375.
7. Kelbert A., Egbert G.D., deGroot Hedlin C., 2012. Crust and Upper Mantle Electrical Conductivity beneath the Yellowstone Hotspot Track. Geology 40 (5), 447–450. https://doi.org/10.1130/G32655.1.
8. Kelbert A., Meqbel N., Egbert G.D., Tandon K., 2014. ModEM: A Modular System for Inversion of Electromagnetic Geophysical Data. Computers & Geosciences 66, 40–53. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2014.01.010.
9. Kruglyakov M., Kuvshinov A., 2019. 3‑D Inversion of MT Impedances and Inter‑Site Tensors, Individually and Jointly. New Lessons Learnt. Earth, Planets and Space 71 (4). https://doi.org/10.1186/s40623-018-0972-8.
10. Могилатов В.С. О влиянии геомагнитного поля на процесс установления токов в земле // Геофизика. 2013. № 4. С. 70–75.
11. Мороз Ю.Ф., Самойлова О.М. О геоэлектрическом различии Курило‐Камчатского и Беринговоморского сегментов Тихоокеанской зоны перехода // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 2. С. 489–501. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-2-0357.
12. Никифоров В.М., Шкабарня Г.Н., Каплун В.Б., Жуковин А.Ю., Варенцов И.М., Пальшин Н.А., Куонг Д.Х., Чунг Н.Н., Хунг З.К. Электропроводящие элементы сверхглубинных флюидно-разломных систем как индикаторы сейсмически активных зон восточной окраины Евразийского континента (по данным магнитотеллурических зондирований) // Доклады АН. 2018. Т. 480. № 6. С. 730–738. http://dx.doi.org/10.7868/S0869565218180214.
13. Новиков И.С., Поспеева Е.В. Неотектоника восточной части Горного Алтая по данным магнитотеллурического зондирования // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 7. С. 959–971. http://dx.doi.org/10.15372/GiG20170701.
14. Плоткин В.В. Методика определения вклада эффекта Холла при магнитотеллурическом зондировании // Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология: Материалы Международной научной конференции. Новосибирск, 2017. Т. 2. № 3. С. 187–192.
15. Плоткин В.В. Проявления эффекта Холла по результатам поляризационного анализа магнитотеллурического поля // Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология: Материалы Международной научной конференции. Новосибирск, 2018. Т. 4. С. 61–67.
16. Плоткин В.В., Могилатов В.С. О роли эффекта Холла при магнитотеллурическом зондировании // Проблемы геокосмоса: Материалы 12-й Международной школы-конференции (8–12 октября 2018 г., Санкт-Петербург, Петергоф). СПб.: Изд-во ВВМ, 2018. С. 20–26.
17. Плоткин В.В., Могилатов В.С., Потапов В.В. Модификации метода Треффца для оценки вклада эффекта Холла при магнитотеллурическом зондировании // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 3. С. 420–432. http://dx.doi.org/10.15372/GiG2019017.
18. Поспеев В.А. Скоростная структура верхней мантии и региональная глубинная термодинамика Байкальской рифтовой зоны // Геодинамика и тектонофизика. 2012. Т. 3. № 4. С. 377–383. https://doi.org/10.5800/GT-2012-3-4-0080.
19. Рыбин А.К., Матюков В.Е., Баталев В.Ю., Баталева Е.А. Глубинная геоэлектрическая структура земной коры и верхней мантии Памиро-Алайской зоны // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 1. С. 127–139. https://doi.org/10.15372/GiG2019008.
20. Семенов В.Ю. Обработка данных магнитотеллурического зондирования. М.: Недра, 1985. 133 с.
21. Shuey R.T., 1975. Semiconducting Ore Minerals. Elsevier, New York, 287 p.
22. Singer B.S., 1992. Correction for Distortions of Magnetotelluric Fields: Limits of Validity of the Static Approach. Survey Geophysics 13, 309–340.
23. Wannamaker P.E., Hohmann G.W., Ward S.H., 1984. Magnetotelluric Responses of Three-Dimensional Bodies in Layered Earths. Geophysics 49 (9), 1517–1533. https://doi.org/10.1190/1.1441777.
24. Wunderman R.L., Wannamaker P.E., Young C.T., 2018. Architecture of the Hidden Penokean Terrane Suture and Midcontinent Rift System Overprint in Eastern Minnesota and Western Wisconsin from Magnetotelluric Profiling. Lithosphere 10 (2), 291–300. https://doi.org/10.1130/L716.1.
25. Yang B., Egbert G.D., Kelbert A., Meqbel N.M., 2015. Three-Dimensional Electrical Resistivity of the North-Central USA from Earthscope Long Period Magnetotelluric Data. Earth and Planetary Science Letters 422, 87–93. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.04.006.
26. Жданов М.С. Электроразведка. М.: Недра, 1986. 320 с.
Рецензия
Для цитирования:
Плоткин В.В., Потапов В.В. ОЦЕНКИ ХОЛЛОВСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ПО ДАННЫМ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ. Геодинамика и тектонофизика. 2020;11(4):817-828. https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-4-0509
For citation:
Plotkin V., Potapov V.V. HALL CONDUCTIVITY ESTIMATES FROM MAGNETOTELLURIC SOUNDING DATA. Geodynamics & Tectonophysics. 2020;11(4):817-828. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-4-0509
Просмотров: 451
Послать статью по эл. почте 