Проект РФФИ 17-05-00654а

Название проекта: Научно-методические основы оценки напряженно-деформированного состояния геологической среды по результатам электромагнитного мониторинга сейсмоактивных регионов

Руководитель проекта: старший научный сотрудник лаборатории глубинных магнитотеллурических исследований, к.г.-м.н. Баталева Елена Анатольевна

Список публикаций за 2018 год

Баталева Е.А., Мухамадеева В.А. Комплексный электромагнитный мониторинг геодинамических процессов Северного Тянь-Шаня (Бишкекский геодинамический полигон) // Geodynamics & Tectonophysics. 2018. Т, 9. №2. С.461-487.

 

Шалагинов А.Е., Неведрова Н.Н., Шапаренко И.О. Вариации электрофизических параметров по данным электромагнитного мониторинга как индикатор активности разломных зон // Geodynamics and Tectonophysics. 2018. Т. 9. № 1. С. 93-107.

Рыбин А.К., Баталева Е.А., Матюков В.Е. Детализация геоэлектрической структуры зоны сочленения Чуйской впадины и Киргизского хребта (миниполигон Кентор) // Вестник КРСУ. 2018. Т.18, №12.

Баталева Е.А. Вариации электромагнитных параметров и сейсмическая активность на территории Бишкекского геодинамического полигона // Материалы докладов Седьмого международного симпозиума «Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов» (19-24 июня 2017 г., г. Бишкек). Бишкек: НС РАН, 2018. С.353-359.

Баталева Е.А., Баталев В.Ю. Анизотропия электропроводности сейсмически активных регионов (на основе результатов магнитотеллурического мониторинга) // Материалы докладов Седьмого международного симпозиума «Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов» (19-24 июня 2017 г., г. Бишкек). Бишкек: НС РАН, 2018. С.346-352.

Шалагинов А.Е., Неведрова Н.Н. Определение тензочувствительных элементов геологического разреза по данным электромагнитного мониторинга в районе Горного Алтая на основе решения обратных задач // Материалы докладов Седьмого международного симпозиума «Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов» (19-24 июня 2017 г., г. Бишкек). Бишкек: НС РАН, 2018. С.439-443.

Шапаренко И.О., Неведрова Н.Н. Мониторинг разломных зон методом электротомографии (на примере Горного Алтая) // Материалы докладов Седьмого международного симпозиума «Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов» (19-24 июня 2017 г., г. Бишкек). Бишкек: НС РАН, 2018. С.432-438.

Шалагинов А.Е., Неведрова Н.Н. Методика проведения регулярных электромагнитных наблюдений с контролируемым источником в Чуйской впадине Горного Алтая // Воздействие внешних полей на сейсмический режим и мониторинг их проявлений: Международная юбилейная научная конференция (г. Бишкек, 3 - 7 июля 2018 г.): Тезисы докладов. 2018. С. 110-111.

Баталева Е.А. Анализ данных магнитотеллурического мониторинга геодинамических процессов (Бишкекский геодинамический полигон) // Тезисы докладов международной юбилейной конференции "Воздействие внешних полей на сейсмический режим и мониторинг их проявлений", посвященной 40-летию со дня образования Научной станции РАН в г. Бишкеке Бишкек. 2018. С.147-148.

Краткий научный отчет по проекту РФФИ 17-05-00654 за 2018г.

Целью проекта является развитие научно-методических основ оценки напряженно-деформированного состояния земной коры и ее анизотропных характеристик. В продолжение работ проекта выполнены полевые исследования в Чуйской и Нарынской областях Центрального Тянь-Шаня, в результате которых получены новые экспериментальные геофизические данные. Проведены очередные циклы профильного магнитотеллурического мониторинга в зоне сочленения Киргизского хребта и Байтикской впадины (миниполигон Кентор). Для анализа и интерпретации были использованы как передовые российские методики и технологии обработки и анализа данных электромагнитного мониторинга, так и их широко признанные мировые аналоги, а также программное обеспечение, разработанное в Научной станции и ИНГГ СО РАН, которое протестировано и апробировано на большом объеме экспериментальных данных, и ориентированно в основном на оптимизацию и способы визуальной интерпретации результатов электромагнитного эксперимента. Впервые построены профильные геоэлектрические модели земной коры для мониторинговой сети ГМТЗ и проведена геолого-тектоническая интерпретация этих геоэлектрических построений. Исследовано поведение анизотропии электропроводности верхней части земной коры миниполигона Кентор с помощью методики представления результатов корреляционного анализа данных МТ-мониторинга в системе полярных координат и режимных пунктов МТ-мониторинга Кочкорской впадины (Северный Тянь-Шань). Продолжено опробование методики измерений методом электротомографии для определения параметра электрической анизотропии приповерхностных отложений экспериментального полигона (Горный Алтай). На основе анализа результатов электромагнитного мониторинга выявлены закономерности в поведении вариаций электрического сопротивления и коэффициента анизотропии (экспериментальный полигон Мухор-Тархата, Горный Алтай). Выполнена интерпретация полевых данных всех модификаций ЗС за 2007-2017 гг. с целью исследования пространственного и временного распределении геоэлектрических параметров (Горный Алтай). На основе анализа многолетних полевых данных электромагнитного мониторинга методами зондирования становлением (ЗС), вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), электротомографии, полученных в эпицентральной зоне Чуйского землетрясения 2003 г с длительным афтершоковым периодом, предложены и обоснованы методики измерений и интерпретации для определения геоэлектрических параметров, в том числе и анизотропных, и их вариаций. Выполнено численное моделирование «чувствительности» кажущегося сопротивления при изменении удельного сопротивления в различных блоках геоэлектрического разреза миниполигона Кентор (рис.1) (Северный Тянь-Шань) с целью выяснения их вклада в наблюдаемые вариации кажущегося сопротивления. Впервые для разработки объёмной геоэлектрической модели по результатам совместной инверсии магнитотеллурических и магнитовариационных данных для территории Бишкекского прогностического полигона (миниполигон Кентор) построена 3D ячеистая модель распределения сопротивления для Байтикской впадины (миниполигона Кентор), которая является основой для решения трехмерной прямой задачи исследуемой территории. Новые экспериментальные данные существенно дополнили существующую базу данных сейсмоэлектромагнитного мониторинга НС РАН.

 

Краткий научный отчет по проекту РФФИ 17-05-00654 за 2017г.

файл(pdf)

Название проекта: Научно-методические основы оценки напряженно-деформированного состояния геологической среды по результатам электромагнитного мониторинга сейсмоактивных регионов

Руководитель проекта: Баталева Елена Анатольевна

Наиболее перспективным при организации мониторинга геодинамических процессов является применение электромагнитных методов зондирования, обеспечивающих эффективную организацию наблюдений за изменениями физических свойств литосферы Земли благодаря их высокой технологичности. Настоящий проект направлен на развитие научно-методических основ оценки напряженно-деформированного состояния земной коры и ее анизотропных характеристик. Для анализа и интерпретации были использованы как передовые российские методики и технологии обработки и анализа данных электромагнитного мониторинга, так и их широко признанные мировые аналоги, а также программное обеспечение, разработанное в Научной станции и ИНГГ СО РАН, которое протестировано и апробировано на большом объеме экспериментальных данных, и ориентированно в основном на оптимизацию и способы визуальной интерпретации результатов электромагнитного эксперимента.

1) Проведен детальный ретроспективный анализ данных МТ-мониторинга за 2007 гг. и 2016 гг. с целью определения взаимосвязи изменчивости электромагнитных параметров и распределения сейсмичности (глубина гипоцентров землетрясений и их положение относительно пунктов мониторинга).

Рис 1

2) Установлена зависимость между местоположением группы сейсмических событий и вариациями электромагнитных (ЭМ) параметров и подтверждён факт приуроченности сейсмических событий к участкам с высокими градиентами вариаций в частотно-временных рядах (ЧВР), наибольший отклик в ЧВР вариаций электромагнитных параметров оставляют сейсмические события, произошедшие под углами 35-65º по отношению к пункту наблюдения, наименьший – субширотно.

Рис 2

3) Показано, что ЧВР фаз импеданса менее информативны по сравнению с другими электромагнитными параметрами, что может быть связано с существованием не только механизма перераспределения флюидов в системе трещин, но и с «емкостной» моделью.

Рис 3

4) Выполнена оценка интервалов периодов МТ-зондирования (эффективных глубин), в которых наблюдаются наиболее интенсивные вариации ЭМ-параметров, т.е. наиболее ярко проявляются деформационные процессы и сопоставление результатов с данными электромагнитного мониторинга Горного Алтая

5) Определены геоэлектрические характеристики земной коры для пунктов профильного МТ-мониторинга на основе построенных двумерных геоэлектрических моделей по данным профильных наблюдений МТЗ с использованием алгоритмов 2D-инверсии Rodi – Mackie (мини-полигон Кентор).

6) Построены корреляционные функции (полярные диаграммы) для вариаций ЭМ-параметров с компонентами лунно-солнечных приливных воздействий, как критерия выбора тензочувствительных индикаторных точек в существующей системе профильных МТ-наблюдений Тянь-Шаня для организации там пунктов повторных (мониторинговых) измерений.

Рис 4

7) Получен большой объем новых геофизических данных и новые представления о физической природе взаимосвязи вариаций электропроводности и современных геодинамических процессов, протекающих в земной коре сейсмоактивных регионов.

8) Впервые для Центрального профиля (миниполигон Кентор) даны оценки значений горизонтального магнитного тензора, что приближает к созданию объемной геоэлектрической модели миниполигона Кентор, интерпретации геодинамических процессов и получению новых сведений о флюидном режиме и реологии земной коры на этом участке Бишкекского прогностического полигона, служащего основным полигоном изучения геоэлектрического строения областей активного горообразования (на примере Тянь-Шаня).

 

Фотогалерея

Географическое положение