ЭКСПЕРИМЕНТ FENICS-2014 ПО ГЛУБИННОМУ ЗОНДИРОВАНИЮ ЗЕМНОЙ КОРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХ ВЗАИМНО ОРТОГОНАЛЬНЫХ ЛЭП И РЕЗУЛЬТАТЫ УГЛУБЛЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ НА ПРОФИЛЕ УПОЛОКША - СЯМОЗЕРО : THE FENICS-2014 EXPERIMENT FOR THE DEEP SOUNDING OF THE EARTH CRUST WITH THE USE OF TWO MUTUALLY ORTHOGONAL POWER TRANSMISSION LINES AND THE RESULTS OF ADVANCED DATA PROCESSING OF THE UPOLOKSHA - SYAMOZERO DEPTH-SOUNDING PROFILE

• Main Authors: Шевцов Александр Николаевич, Жамалетдинов Абдулхай Азымович, Колобов Виталий Валентинович, Баранник Максим Борисович, Селиванов Василий Николаевич
• Format: Text
• Language: Russian
• Published: Труды Кольского научного центра РАН 2019
• Subjects: глубинное зондирование; контролируемый источник; воздушные линии электропередачи; мощный генератор; произвольная форма тока; углубленная обработка данных; интерпретация; кривые частотного зондирования; статический сдвиг; deep sounding; controlled source; magnetotelluric; overhead power transmission line; high-power transmitter; arbitrary current form; advanced data processing; interpretation; frequency sounding curve; static shift; Upoloksha; Fennoscandian
• Online Access: https://dx.doi.org/10.25702/ksc.2307-5252.2019.5.20-39; http://www.naukaprint.ru/data/documents/31_trudy_5_19.pdf#page=21

В ходе эксперимента FENICS-2014 по глубинному зондированию литосферы Фенноскандинавского щита выполнены частотные зондирования (ЧЗ) с контролируемым источником в комплексе с магнитотеллурическими зондированиями. В качестве контролируемого источника поля использовались две взаимно ортогональные заземленные воздушные линии электропередачи (ВЛ), питаемые от генератора Энергия-2 . Разработанный специально для зондирований с ВЛ генератор Энергия-2 мощностью 200 кВт с выходным напряжением до 1000 В позволяет формировать в линии ток произвольной формы. В диапазоне частот зондирований 0,01-200 Гц генератор обеспечил амплитуду тока в линиях от 250 до 30 А, что позволило исследовать электропроводность литосферы в диапазоне глубин от нескольких сотен метров до 100 км на разносах от источника до 860 км. Описаны методика и результаты углубленной обработки данных зондирований. Углубленная обработка проводилась для определения погрешности измерений сигнала путем вычисления статистических оценок по нескольким фрагментам записи на данной частоте. Для этого рассматривались синхронные записи силы тока в источнике и измеряемых компонент поля для каждого из используемых фрагментов записи. В каждом из фрагментов выполнялся спектральный анализ авто- и взаимных корреляционных функций наблюдаемых компонент поля и силы тока в источнике. Для каждой частоты тока источника определялись измеренное значение и погрешность измерений амплитуд наблюдаемых компонент поля, фазовых сдвигов между компонентами поля и амплитуды силы тока в источнике. Выполнен теоретический анализ учета величины статического сдвига кривых ЧЗ для электрических компонент поля и эффективного импеданса от контролируемого источника по отношению к кривым для магнитных составляющих. Представлена методика учета статических искажений для кривых ЧЗ, осложненных действием волновода Земля - ионосфера и тока смещения Максвелла в воздухе. В результате углубленной обработки данных уточнены параметры нормального разреза для литосферы до глубины 80-100 км. : In the course of FENICS-2014 experiment on deep sounding of the lithosphere in the Fennoscandian shield area, deep controlled source audio-frequency magnetotelluric (CSAMT) soundings in combination with magnetotelluric soundings were performed. As powerful controlled sources of different polarization, two mutually orthogonal grounded overhead transmission lines (OHL) powered by the Energy-2 generator were used. Specially designed for deep soundings by using an OHL, the 200 kW generator with output voltage up to 1000 V allows to generate an arbitrary waveform. In the soundings frequency range of 0,01-200 Hz it provided the amplitude of the current from 250 to 30 A. As a result, the electrical conductivity of the lithosphere has been investigated in the depth range from a few hundred meters to 100 km at up to 860 km separation from the source. The method and results of advanced processing of the soundings data are described. The aim of advanced data processing was to determine the signal measurement error by calculating statistical estimates for several recording fragments at a given frequency. For this purpose, synchronous records of the source current strength and the measured field components, for each of recording fragments, were considered. Spectral analysis of the auto- and cross-correlation functions of the observed field components and the source current strength was performed for each of the recording fragments. The measurement error of the amplitudes of the observed field components, the phase shifts between the field components and the source current amplitude were determined by the root-mean-square deviation of the measured values for each fragment of the record, from the mean value of all records for a given frequency. The theoretical analysis of possibility to determine the static shift of the CSAMT curves for electric field components and for effective impedance, relative to the curves for magnetic field components, was performed. The method for correcting the static shift, complicated by the effect of the Earth - ionosphere waveguide and of displacement currents, was presented. As a result of the advanced data processing the structure of normal conductivity profile to a depth of 80-100 km was refined. : №5(8) (2020)