Развитие фундаментальных и прикладных исследований в области гравиразведки, магниторазведки и электроразведки и создание новых геофизических технологий при решении задач геологии, геоэкологии и геоэнергетикиНИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Развитие фундаментальных и прикладных исследований в области гравиразведки, магниторазведки и электроразведки и создание новых геофизических технологий при решении задач геологии, геоэкологии и геоэнергетики
Результаты этапа: 1. Главным научным событием на кафедре геофизики в 2014 г стало проведение научной конференции и встречи выпускников, посвященных семидесятилетию создания кафедры. В юбилейном мероприятии приняли участие около 500 человек (общее число выпускников кафедры геофизики – свыше 2300 человек). На конференции были заслушаны научные доклады сотрудников и выпускников кафедры. По результатам конференции изданы сборник научных статей под названием: «Геофизика в МГУ. Вчера. Сегодня. Завтра. 1947 – 2014» и «Юбилейный альманах, выпуск 2, 2004-2014». В осуществлении этого проекта большую роль сыграли, прежде всего, заведующий отделением геофизики, проф. Хмелевской В.К., зав. кафедрой, проф. Булычев А.А., доц. Золотая Л.А., и многие другие сотрудники кафедры и ее выпускники. 2. В научно-образовательном центре «Геофизика в геоэнергетике» (НОЦ МГУ), созданном силами кафедры геофизики в старом здании МГУ (Никитская, 4), проводилось изучение возможностей петротермальной геофизики при выявлении перспективных районов для нетрадиционной петротермальной энергетики, использующей тепло сухих горных пород земной коры. Были выполнены сбор и анализ информации о связи электромагнитных и тепловых свойств этих пород. Эта проблема актуальна с точки зрения теплопереноса из мантии в земную кору, неоднородную по вертикали и горизонтали. Решается задача выделения в земной коре «тепловых котлов», т.е. пород с повышенными температурами и тепловыми потоками на глубинах порядка 10 км. Они могут стать участками для проектирования тепловых и электрических петротермальных станций. Петротермальная энергетика – проблема ближайшего будущего, и существует необходимость в подготовке специалистов в этой области. Поэтому создание учебного курса «Петротермальная геофизика» дело научно-учебное. В 2015 г. такой курс будет создан и прочитан студентам 4 курса, как предмет по выбору (проф. Хмелевской В.К., проф. Хуторской М.Д., доц. Пушкарев П.Ю.). 3. Проводились исследования по теме гранта РФФИ №13-05-00143-а «Тектоносфера акватории Восточной и Юго-Восточной частей Индийского океана по магнитометрическим, гравиметрическим и альтиметрическим данным». Восточная часть Индийского океана характеризуется сложным тектоническим строением и представлена структурами разного тектонического типа, возраста формирования и истории развития. Это нашло отражение в сложной структуре гравитационного и магнитного аномального полей. По результатам структурного анализа этих полей была построена схема районирования восточной части Индийского океана. С целью изучения глубинного строения тектоносферы было проведено двумерное структурно-плотностное моделирование по девяти профилям, пересекающим основные структуры южной части Индийского океана: Юго-Восточный Индийский хребет, плато Кергелен, поднятия Крозе и Конрада, котловины Крозе, Эндерби. При создании структурно-плотностных моделей использовались результаты интерпретации гравитационного поля методом полного нормированного градиента и данные сейсмотомографии. Плотностное моделирование позволило более детально выяснить типы коры плато Кергелен, поднятий Конрада и Крозе и характер сочленения этих структур с прилегающими котловинами (рук. проф. Булычев А.А.). 4. В рамках гранта РФФИ 13-05-92696-Инд-а «Глубинное геоэлектрическое строение района Гарвальских Гималаев по результатам трёхмерной интерпретации магнитотеллурических и магнитовариационных данных» выполнена обработка новых магнитотеллурических данных, полученных индийскими коллегами в Гарвальских Гималаях. Проведены 1D, 2D и 3D инверсии всей совокупности магнитотеллурических параметров. С учетом пространственно-частотного анализа МТ/МВ построена прогнозная модель электропроводности региона Гарвала. Результаты электромагнитного моделирования, полученные для этой 3D модели, позволили оценить в первом приближении эффекты осадочного чехла Индийской плиты и корового Транс-Гималайского проводника (рук. доц. Пушкарев П.Ю., участники: в.н.с. Соколова Е.Ю., н.с. Голубцова Н.С.). 5. По теме гранта РФФИ 13-05-00786-а «Изучение глубинного строения области Ладожской аномалии электропроводности с использованием синхронных магнитотеллурических (МТ) и магнитовариационных (МВ) зондирований» к настоящему времени собраны и обработаны данные 36 точек профиля, проходящему вдоль северо-западного берега Ладожского озера, из которых 28 - МТ однодневные зондирования (полевые работы выполнены компанией “Северо-Запад” в 2013 - 2014 г.г. с оборудованием Phoenix MTU-5 и LEMI-417M), и 8 - трехдневные ГМТ зондирования (МГУ при поддержке КарНЦ в 2014 году с оборудованием LEMI-417M (рук. доц. Пушкарев П.Ю.)). Были получены оценки тензора импеданса, типперов и горизонтального магнитного тензора, а также выполнена первичная одномерная инверсия тензора импеданса и построен геоэлектрический разрез вдоль профиля. Проведен анализ совокупности материалов предшествующих МТ/МВ наблюдений. По результатам этого анализа построена предварительная прогнозная 3D модель электропроводности области Ладожской аномалии. Модель включает обобщенное нормальное глубинное распределение электропроводности, неоднородный слой осадков и коровый проводник на глубинах до 10 км (рук. н.с. Голубцова Н.С., участники: в.н.с. Соколова Е.Ю., доц. Пушкарев П.Ю., доц. Куликов В.А., доц. Яковлев А.Г., н.с. Шустов Н.Л., студ. Таран Я.В.). 6. В лаборатории малоглубинной электроразведки научные исследования проводились в нескольких направлениях (рук. проф. Модин И.Н.): 1). Археологические исследования: • Совместно с институтом Археологии РАН выполнены комплексные геофизические исследования курганного могильника X-XI в.в. (древняя Суздальская Русь) в дер. Шекшово Ивановской области. Уникальные работы методом 3D-электротомографии, георадиолокации и высокоточной тахеометрической съемки позволили откартировать 48 утерянных курганов. • Совместно с институтом Археологии РАН, ЗАО "Геотехнология" на п-ве Тамань в поселке Сенное Краснодарского края выполнены комплексные геофизические исследования, которые включали морскую магнитную съемку в прибрежной зоне древнего античного памятника Фанагория. Обширные геофизические исследования, которые включали георадар и электрическую томографию, выполнены на территории города на Акрополе. Получены новые сведения о структуре оборонительных сооружений и планировке Нижнего города. Наиболее интересные результаты получены с помощью 3D-электротомографии на Некрополе. • Совместно с Кзыл-ординским государственным университета (Казахстан), под руководством института Этнографии и Антропологии РАН и Тюбингенским университетом (Германия), при финансовой поддержке фонда Wener-Gren Foundation (США) выполнены исследования на территории археологического памятника Джанкент (древняя прототюркская цивилизация огузов X-XII в.в.). • Геофизические исследования на древнерусском памятнике "Юрьевец" в Ярославской области. 2). Опытно-методические исследования на Восточно-Уренгойском газоконденсатном месторождении. В условиях Крайнего Севера выполнены комплексные геофизические исследования. Исследования проведены совместно с ООО "Радионда" (каротаж в мерзлых скважинах), ЗАО "Северстройпроект" (бурение скважин и лаборатория). Были выполнены бесконтактные и электротомографические исследования на 10 кустовых площадках с целью их оптимального размещения. В итоге была разработана методика последовательных инженерно-геологических исследований для решения этой задачи. 3). Исследования на месторождении песчано-гравийной смеси. Проведены исследования на одном из подмосковных карьеров с целью оценки запасов песчано-гравийных смесей. Впервые на таком объекте выполнены работы методом вызванной поляризации. В результате удалось сделать оценку мощностей отдельных комплексов месторождения. 4). Опытно-методические исследования на одном из нефтяных месторождений в Татарии. Выполнены комплексные геофизические исследования на одном из известных месторождений с целью выявления зон тектонических нарушений, контролирующих залежь нефти. В комплекс методов вошли: электрическая томография, метод естественного поля, георадиолокация, магниторазведка и были взяты пробы эманаций углеводородных газов. 7. В лаборатории глубинной геоэлектрики, помимо работы по темам грантов, сотрудниками и аспирантами проводились следующие научные исследования: 1). Изучение временных (частотных) характеристик процесса вызванной поляризации (ВП) для получения дополнительной информации о природе поляризующихся объектов (доц. Куликов В.А., доц. Яковлев А.Г., асп. Зорин Н.И., асп. Стерлигова И.Д.). 2). В рамках российско-южноафриканского гранта РФФИ 14-05-93967 (грант ЦГЭМИ Института физики Земли РАН им. О.Ю. Шмидта) проведен сравнительный анализ разрешающей способности методов рудной электроразведки, эффективных на древних щитах (Кольский и Бушвельдский регионы). Сделана оценка удельного электрического сопротивления богатых медно-никелевых руд Норильского региона (доц. Куликов В.А., асп. Стерлигова И.Д., асп. Соловьева А.В.). 3). На основе трехмерного математического моделирования Талнахской рудоносной интрузии разработаны общие принципы эффективного использования и комплексирования современных модификаций магнитотеллурических методов – АМТЗ, МВЗ, ГМТ для решения прямых и косвенных рудных задач. Проведена оценка чувствительности различных передаточных магнитотеллурических операторов к присутствию в разрезе горизонтов медно-никелевых руд (доц. Куликов В.А., доц. Яковлев А.Г.). 4). Совместно с сотрудниками Научной станции РАН в Бишкеке построена глубинная геоэлектрическая модель Иссык-Кульской межгорной впадины на основе магнитотеллурических данных (доц. Пушкарев П.Ю.). 8. Отдельно следует отметить роль учебно-научной базы МГУ в д. Александровка Калужской области в проведении научных исследований. Геофизическая база МГУ была создана по инициативе сотрудников кафедры геофизики геологического факультета МГУ и ООО «Северо-Запад». В настоящее время на ней проводятся не только учебные практики для студентов МГУ и других ВУЗов, но и осуществляются научные эксперименты по различным направлениям. В 2014 г. там были выполнены следующие исследования: • В геофизической обсерватории, созданной на Александровской базе, осуществлялась непрерывная регистрация вариаций геомагнитного поля. Эти наблюдения обеспечили возможность помехоподавляющей синхронной обработки магнитотеллурических данных, полученных в центральной части Восточно-Европейской платформы (доц. Яковлев А.Г., н.с. Шустов Н.Л., доц. Куликов В.А., доц. Пушкарев П.Ю., асс. Паленов А.Ю.). • Были выполнены измерения гравитационного поля окрестности Александровской базы. Получен достоверный фактический материал, показывающий возможности высокоточной гравиметрии при картировании флювиогляциальных и аллювиальных отложений (доц. Лыгин И.В., проф. Булычев А.А., с.н.с. Соколова Т.Б., м.н.с. Фадеев А.А., н.с. Гилод Д.А.) • Проведены детальные геомагнитные и тахеометрические измерения на городище Александровка в Калужской области (проф. Модин И.Н., асс. Паленов А.Ю., асс. Коснырева М.В.). • Выполнены электрометрические исследования методом непрерывных акваторных зондирований на р. Угра на участке от ур. Аксиньино до ур. Королево (доц. Бобачев А.А., проф. Модин И.Н.). • Начаты научно-исследовательские работы совместно с сотрудниками музея имени Вернадского по теме: «Комплексные исследования влияния компонентов БПЛА, навигационных и оптических систем на магнитные датчики». Проведены на учебно-научной базе в Александровке полевые испытания на стенде для разработки методики регистрации магнитного поля с помощью беспилотных летательных аппаратов марки «ГЕОСКАН-201» (доц. Золотая Л.А., асс. Паленов А.Ю, асс. Коснырева М.В.). 9. По результатам научных исследований сотрудниками кафедры геофизики опубликованы 35 научных статей в журналах и сборниках, 13 тезисов докладов, сделано 25 докладов на конференциях как в России, так и за рубежом. Низкочастотные МТ станции, закупленные в рамках ПНР-3 (программа научных работ по космическим исследованиям), используются для регистрации МТ поля на Александровской базе МГУ в Калужской области и во временных пунктах наблюдения. Результаты измерений используются для изучения глубинной электропроводности Восточно-Европейской платформы.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Развитие фундаментальных и прикладных исследований в области гравиразведки, магниторазведки и электроразведки и создание новых геофизических технологий при решении задач геологии, геоэкологии и геоэнергетики
Результаты этапа: 1. Подведены итоги магнитотеллурических наблюдений в геофизической обсерватории МГУ "Александровка" за первые 5 лет. Проанализирована корреляция электромагнитных вариаций с солнечной активностью, оценена изменчивость магнитотеллурических передаточных функций во времени. Работа выполнена с использованием аппаратуры, приобретённой в рамках Программы развития МГУ, и аппаратуры ООО «Северо-Запад» (доц. Яковлев А.Г., доц. Куликов В.А., доц. Пушкарев П.Ю., н.с. Шустов Н.Л.). 2. В лаборатории гравиразведки завершены исследования по изучение тектоносферы акватории Восточной и Юго-Восточной частей Индийского океана по магнитометрическим, гравиметрическим и альтиметрическим данным (грант РФФИ 13-05-00143). Были получены следующие результаты: 1. Построена схема районирования восточной и юго-восточной части Индийского океана, элементы которой охарактеризованы с точки зрения аномальных потенциальных полей. Эти элементы представляют тектонические структуры разного порядка с присущим им специфическим характером не только гравитационного и магнитного аномального полей, но и характером взаимосвязи между ними и морфоструктурами и возрастом дна. Было выполнено двумерное структурно-плотностное моделирование для всех основных структур Восточной и Юго-Восточной частей Индийского океана с целью выяснения тектонического строения и истории развития Восточно-Индийского хребта и прилегающих котловин. Для северо-восточной части Индийского океана была построена тектоническая схема, отражающая особенности строения и эволюцию тектоносферы этой акватории (рук. проф. Булычев А.А., исп.: проф. Дубинин Е.П., н.с. Гилод Д.А., с.н.с. Соколова Т.Б., асс. Фадеев А.А.). Другим направлением исследований в лаборатории гравиразведки стало развитие методов интерпретации потенциальных полей на основе непрерывного вейвлет-преобразования. Построены алгоритмы устойчивых и неустойчивых трансформаций потенциальных полей, показана связь особенностей трансформант с источниками полей, проанализированы возможности применения этих трансформант на этапе создания структурно-плотностных моделей (рук. проф. Булычев А.А.). 3. Сотрудниками и магистрантами лаборатории магниторазведки (зав. лаб. доц. Золотая Л.А., асс. Коснырева М.В., асс. Паленов А.Ю.) получены следующие результаты: 1). Совместно с сотрудниками музея имени Вернадского проводились работы по теме: «Комплексные исследования влияния компонентов БПЛА, навигационных и оптических систем на магнитные датчики». В рамках этой темы проведено математическое моделирование магнитных деталей беспилотного летательного аппарата «ГЕОСКАН» и даны рекомендации по использованию БПЛА для осуществления магнитных съемок; 2). Проведены экспертные оценки и анализ площадных морских магнитных наблюдений, выполненных при комплексных инженерно-геологических изысканиях на участках проектируемой трассы трубопроводов в районах о. Сахалин и Обской Губы; 3). Сотрудники лаборатории приняли участие в организации выставки и полевых испытаний новых образцов геофизической аппаратуры на опорном инженерно-геологическом профиле в. поселке Мацеста в рамках Международной научно-практической конференции и выставки «Инженерная, рудная и угольная геофизика. Состояние и перспективы развития» в г. Сочи. 4. Доц. Куликовым В.А. защищена докторская диссертация на тему «Электроразведочные технологии на этапах поиска и оценки рудных месторождений». Диссертация посвящена развитию и совершенствованию эффективного комплекса электроразведочных технологий, применяемых на различных этапах поиска и разведки рудных месторождений, а также повышению достоверности и полноты геолого-геофизической информации, получаемой на основе интерпретации электроразведочных данных на рудных месторождениях различного генезиса. В диссертационной работе решены следующие научно-практические задачи: 1). Разработаны общие принципы эффективного применения и комплексирования с другими разведочными методами традиционных и современных модификаций магнитотеллурических методов – АМТЗ, МВЗ, ГМТ – для решения прямых и косвенных рудных задач; 2). Выполнена оценка чувствительности различных передаточных магнитотеллурических и магнитовариационных операторов к присутствию в разрезе горизонтов проводящих сульфидных руд (на основе трехмерного математического моделирования Талнахской и Масловской рудоносных интрузий Норильской рудной зоны); 3). Разработан аппаратурно-методический комплекс многоэлектродных наземных систем наблюдений методом электротомографии, специализированный для поиска и разведки месторождений рудных полезных ископаемых, с глубинностью исследований 400-500м; 4). Проведены петрофизические исследования частотных характеристик дифференциального фазового параметра на образцах руд различного типа для совершенствования геологической интерпретации результатов фазово-частотных измерений в методе вызванной поляризации; 5). Разработан аппаратурно-методический комплекс метода межскважинной электротомографии, направленный на поиск и изучение рудных объектов. 5. Завершена научно-исследовательская работа по изучению строения погребенной долины в урочище Борисенки (Юхновский район, Калужская область) по результатам комплексных геофизических работ. В 2010–2014 г.г. были выполнены комплексные геофизические работы вблизи учебно-научной геофизической базы МГУ «Александровка» (Юхновский район, Калужская область), направленные на изучение природы слабоконтрастной магнитной аномалии. При этом использовались следующие методы: наземная магниторазведка, вертикальное электрическое зондирование методом вызванной поляризации (ВЭЗ-ВП), сейсморазведка методом отраженных волн в модификации общей глубинной точки (МОВ-ОГТ) и методом преломленных волн (МПВ). По итогам комплексной интерпретации построена геолого-геофизическая модель погребенной палеодолины (доц. Куликов В.А., доц. Бобачев А.А., проф. Модин И.Н., асс. Паленов А.Ю., н.с. Шустов Н.Л., асп. Соловьева А.В.). 6. Завершены работы по теме (грант РФФИ 13-05-00786) "Изучение глубинного строения области Ладожской аномалии электропроводности с использованием синхронных магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований ". Построена геоэлектрическая модель земной коры Северного Приладожья вдоль профиля Выборг-Суоярви, отражающая структуру коровой Ладожской аномалии электропроводности, маркирующей границу позднеархейского и раннепротерозойского блоков Балтийского щита (н.с. Голубцова Н.С., в.н.с. Соколова Е.Ю., доц. Яковлев А.Г., доц. Пушкарев П.Ю., доц. Куликов В.А., н.с. Шустов Н.Л., магистрант Таран Я.В.). 7. В настоящее время в нашей стране проводится большое число инженерных изысканий как на строящихся плотинах гидроузлов, так и на действующих. Одной из самых трудных задач современной геологии и геофизики является выявление неоднородностей в теле плотин, влияющих на устойчивость гидротехнических сооружений, а также на их фильтрационные свойства. Для решения этой задачи в лаборатории малоглубинной электроразведки (дог. № 217) были выполнены опытно-методические исследования на ряде как строящихся плотин (Богучанская ГЭС, Усть-Среднеканская ГЭС), так и существующих (Якутия, Магаданская область и др.). Эти исследования сопровождались измерением естественного поля и резистивиметрией, а также в ряде случаев - георадарным профилированием. Была разработана методика и технология выявления неоднородностей в теле плотин, связанных как с нарушениями при строительстве, так и возникших в процессе эксплуатации – разуплотненные зоны, таликовые зоны в плотинах мерзлого типа, и т.д. (рук. проф. Модин И.Н.). 8. Для решения круга задач, связанных с поиском металлических объектов на акваториях, была предложена и реализована оригинальная модификация метода незаземленной петли с подводным расположением генераторной петли. Осуществлена разработка экспериментальной аппаратуры, произведены опытно-методические работы, подтверждающие эффективность предлагаемого подхода. Выполнены полевые наблюдения. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность метода незаземленной петли при поиске металлических объектов, в том числе подводного залегания. Метод незаземленной петли характеризуется незначительной стоимостью аппаратуры, высокой производительностью, простотой обработки и анализа получаемых данных и может применяться для решения поисковых задач, в археологии, в технической геофизике наравне с другими методами (с.н.с. Марченко М.Н., асс. Паленов А.Ю., н.с. Шустов Н.Л., м.н.с. Ялов Т.В.). 9. В рамках хоздоговора № 285 («Комплексные геофизические исследования … на Западно-Приновоземельском лицензионном участке …») выполнен анализ региональных потенциальных полей северо-восточной части Баренцевоморской впадины, выделены генеральные линеаменты, определившие основные структурно-тектонические зоны. Проведен анализ гравитационного и магнитного поля Пахтусовского поднятия по результатам детальных съемок с учетом данных предшествовавших сейсмических 2D работ и текущих результатов по 3D кубу; построены схемы элементов гравитационного и магнитного поля. Собраны и обобщены петрофизические характеристики региона по опубликованным и фондовым материалам, составлена обобщённая петрофизическая модель структуры. Построена трехмерная плотностная модель и трехмерная модель источников магнитного поля; составлена схема факторов прогноза месторождений углеводородов, установленных по результатам интерпретации потенциальных полей, с выделением зон благоприятных для локализации месторождений углеводородов (с.н.с. Соколова Т.Б., проф. Булычев А.А., н.с. Гилод Д.А., асс. Коснырева М.В.,асп Кузнецов К.М., доц. Лыгин И.В., проф. Тевелев А.В.).

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".