Инженерно-геофизические исследования методом электротомографии при поиске подземных вод в Бодайбинском районе Иркутской области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность исследования заключается в потребности поиска подземных вод технического назначения под строительство водозаборной скважины для водоснабжения вахтового поселка горно-обогатительного комбината «Светловский» в Бодайбинском районе Иркутской области. Электротомография является распространенным методом исследования верхней части разреза и широко применяется при поиске полезных ископаемых, геологическом картировании, инженерных изысканиях, а также гидрологических и экологических исследованиях. Применение метода электротомографии в рамках представленного исследования позволит обосновать места заложения поисковых гидрогеологических скважин.

Цель: оценка геолого-гидрогеологических условий района работ на перспективу добычи подземных вод технического водоснабжения для нужд вахтового поселка.

Объекты: коренные породы, характеризующиеся высокими значениями удельного электрического сопротивления и являющиеся водоупорами; проницаемые зоны пониженного сопротивления, которые являются водовмещающими породами.

Методы: наземные геофизические исследования методом электротомографии; двумерная инверсия данных электротомографии и их интерпретация с учетом инженерно-геологических данных бурения и комплекса геофизических исследований скважин. В результате выполненных инженерных гидрогеологических изысканий с использованием наземных геофизических исследований методом электротомографии было установлено, что водоносный комплекс трещиноватых пород имняхской свиты протерозойского комплекса отложений (PR2-3im) представлен трещиноватыми известняками от серых до голубоватых с прослоями мусковитовых сланцев. Анализ результатов исследований показал, что мощность вскрытых отложений составляет до 50 м, уровень подземных вод эксплуатационного горизонта вскрывается на глубинах от 21 до 28 м. Их перекрывает комплекс слабопроницаемых отложений мощностью от 5 до 11 м, представленных переслаиванием плотных известняков серого цвета и черных метапесчаников.

Полный текст

Введение

В статье рассматривается применение наземных геофизических исследований методом электротомографии в составе инженерно-геологических изысканий для поиска подземных вод технического назначения в Бодайбинском районе Иркутской области.

Разведка и эксплуатация подземных вод, жизненно важного и необходимого ресурса, представляет собой непростую задачу в горных породах, которым свойственно неоднородное строение. Из широкого перечня наземных геофизических методов для поиска подземных вод в большинстве случаев используется электроразведка. Двумя основными методами электроразведки на постоянном токе являются вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и электрическое профилирование (ЭП). Вышеперечисленные методы имеют некоторые ограничивающие условия применения в исследовании разреза, так как модель, полученная по результатам инверсии данных, имеет достаточно низкую разрешающую способность из-за недостаточного количества регистрируемых точек наблюдения. Благоприятными условиями для применения метода ВЭЗ является горизонтально-слоистая среда, которая на практике встречается достаточно редко при решении поисковых задач в реальных геологических ситуациях [1]. Методы ЭП дают информацию только на определенной глубине исследования.

Использование электротомографии позволяет регистрировать большее количество точек наблюдения за такой же промежуток времени в сравнении с методом ВЭЗ, что сказывается на результате инверсии – модель удельного электрического сопротивления (УЭС) получается с большей детальностью [2]. Электротомография является универсальным и экономически эффективным методом поиска подземных вод в различных геологических условиях благодаря детальному расчленению разреза по параметру УЭС [3]. Инверсию данных методом электротомографии можно выполнять в рамках двумерных и трехмерных моделей. Это принципиально расширяет круг решаемых электроразведкой задач за счет исследования сред, значительно отличающихся от стандартных горизонтально-слоистых [4].

В традиционных методах электроразведки на постоянном токе обычно используются такие установки, как двухэлектродная, Веннера, Шлюмберже, дипольная и трёхэлектродная [5, 6]. Тип установки во многом зависит от цели работы, объекта исследования, геологии участка и чувствительности установки к вертикальным и латеральным вариациям распределения значений УЭС [7]. Измерения выполняются по профилям, затем зарегистрированные значения разностей потенциалов преобразуют в кривые зондирования или разрезы значений кажущихся сопротивлений, свидетельствующие об изменении сопротивлений в изучаемой среде. По результатам инверсии электроразведочных данных маркируются аномалии пониженного удельного электрического сопротивления, характеризующие наличие подземных вод, и детализируется геологическое строение исследуемой территории [8–10].

Электротомографические измерения выполняются, как правило, в тех случаях, когда требуется изучение геологических разрезов со сложным строением [11, 12]. Водонасыщенные зоны характеризуются более низким УЭС, чем вмещающие породы, поэтому методы электроразведки, в данном случае электротомография, весьма перспективны для их поиска [13–16]. Работы этим методом проводились для оценки геолого-гидрогеологических особенностей наличия подземных вод технического назначения, а также подтверждения или опровержения наличия таликовой зоны и возможной локализации ее наиболее обводненной части. Задачей работ методом электротомографии являлось расчленение геологического разреза до глубины 100 м по сопротивлению пород, что дало возможность определения интервалов водопритока.

Комплекс поисково-оценочных работ включал в себя проведение геофизических исследований в скважинах (ГИС) и поисковое бурение скважин. Места заложения гидрогеологических скважин определялись исходя из предпосылки наличия или отсутствия таликовой зоны вблизи реки. Помимо рекогносцировочных маршрутных обследований на предмет проявлений выходов подземных вод на поверхность, как уже упоминалось выше, были проведены исследования методом электротомографии. После проведенных комплексов исследований на местности были выбраны точки бурения, наиболее близкие к локализации водовмещающих пород и в то же время к элементам рельефа, не мешающим буровым работам.

На территории, прилегающей к участку изысканий, достаточно активно ведутся открытые горные работы по добыче рудного сырья. При этом интенсивно используются химические реактивы, а рабочие поселки не всегда оборудуются как канализованием, так и водоотведением сточных вод. В связи с этим существует опасность загрязнения поверхностных водотоков как на этапе переработки сырья, так и по факту сброса сточных вод. Данные факторы совместно с ярко выраженной сезонностью водообильности водотоков отрицательно влияют на постоянство химического состава, его соответствие питьевым нормам и в целом могут вносить элемент «неожиданности», например, при использовании новых реактивов. В связи с этим подземные воды обеспечивают достаточное постоянство химического состава благодаря их защищенности, а также инфильтрации воды через горные породы, в которых сорбируется часть потенциальных загрязнителей. Такое постоянство, даже в случае несоответствия качества воды питьевым нормативам, позволяет адекватно подобрать комплекс водоподготовки и минимизировать как затраты на нее, так и риски появления превышений по неучтенным показателям после нее.

Геологическое описание

Участок недр в гидрогеологическом отношении находится в границах Вачско-Хомолхинского гидрогеологического района Нечеро-Жуинской гидрогеологической складчатой области (рис. 1). Водоносные комплексы приурочены к таликовым зонам четвертичных и протерозойских отложений, распространенным вдоль поймы р. Жуи, и зонам повышенной трещиноватости протерозойских отложений (PR2+3im), наиболее выраженной непосредственно под нижней границей многолетней мерзлоты, что связано с многократными ее изменениями.

 

Рис. 1. Геологическое строение участка работ: 1 – Четвертичные отложения; 2 – Онангрская свита. Известковистые песчаники с прослоями сланцев и известняков; 3 – Вачская свита. Высокоуглеродистые кварцевые сланцы, графитистые кварцевые сланцы и метапесчаники; 4 – Аунакитская свита. Метапесчаники, песчаники, углеродистые сланцы, кварциты; 5 – Имняхская свита. Песчаники и метапесчаники, известковистые сланцы, известняки песчанистые; 6 – Хомолхинская свита. Сланцы углеродистые, с прослоями песчаников; 7 – Угаханская свита. Переслаивающиеся известковистые сланцы и известняки мраморизиованные; 8 – Бужуихтинская свита. Переслаивающиеся углеродистые метаалевролиты, метапесчаники, с прослоями известняков; 9 – Бодайбоканская свита. Известняки; 10 – Бугорихтинская свита. Метапесчаники, прослои сланцев; 11 – Тектонические контакты; 12 – Контур участка работ

Fig. 1. Geological structure of the exploration area: 1 – Quaternary deposits; 2 – Onangra suite. Calcareous sandstones with shale and limestone bands; 3 – Vacha suite. High carbon quartz schist, graphitic quartz schist and metasandstones; 4 – Aunakit suite. Metasandstone, sandstones, high carbon schist, quartzites; 5 – Imnyakh suite. Sandstones and metasandstones, calcareous shales, sandy limestones; 6 – Khomolkho suite. Carbonaceous shales with sandstone bands; 7 – Ugakhan suite. Interbedded calcacerous shales and marbled limestones; 8 – Buzhuikhta suite. Interbedded carbonaceous metasiltstones, metasandstones with limestone bands; 9 – Bodaibokan suite. Limestones; 10 – Bugarikhta suite. Metasandstones, shale bands; 11 – Tectonic contacts; 12 – Boundaries of the exploration area

 

Рифей-вендские осадочные отложения в районе изысканий слагают Маракано-Тунгусскую сложную синклиналь Мамско-Бодайбинского синклинория. В целом разрез отложений характеризуется чередованием в различной степени углеродистых терригенных и карбонатно-терригенных формаций.

По литолого-стратиграфическим особенностям разреза, характеру переслаивания и соотношениям породных компонентов они подразделены на свиты, подсвиты и пачки. Залегания между стратиграфическими подразделениями согласные, переходы – постепенные. На большей части территории первично-осадочные породы, слагающие Маракано-Тунгусскую сложную синклиналь, изменены в условиях низких ступеней серицит-хлоритовой субфации зеленосланцевой фации регионального метаморфизма.

Четвертичные отложения

Рыхлые четвертичные отложения широко распространены в пределах участка изысканий. Они представлены разновозрастным комплексом ледниковых, водно-ледниковых, аллювиальных и склоновых образований.

В целом верхнюю часть четвертичного разреза характеризуют современный галечный, валунно-галечный и песчаный аллювий русловой и пойменной фаций и комплекса надпойменных террас, глыбово-дресвяно-супесчаные элювиальные, делювиальные и солифлюкционные отложения. Ниже залегает мощный комплекс верхнечетвертичных образований патомского оледенения, который определяют водно- и озерно-ледниковые пески, супеси, галечники и илы в верхней части и несортированная глинисто-валунно-галечная морена – в нижней. Погребенный рельеф (глубокий тальвег, комплекс террас) сложен золотоносными аллювиальными галечниками, песками и суглинисто-щебнистым элювием. Общая мощность четвертичных отложений варьирует от 2–5 до 50–75 м.

Средний-верхний рифей

В районе работ среднерифейские отложения представлены бужуихтинской, угаханской, хомолхинской и имняхской свитами.

Бужуихтинская свита (R2+3 bz) представлена в северо-восточной части, смята в складки вместе с отложениями угаханской свиты. Сложена темно-серыми и серыми полевошпатокварцевыми, иногда известковистыми песчаниками, серыми и темными кварцево-серицитовыми и углистыми сланцами, присутствуют отдельные прослои углистых известняков. Мощность достигает 500 м.

Угаханская свита (R2+3 uh) вскрывается в крайней северо-восточной части района. Она сложена серыми и темно-серыми разнозернистыми известняками (70 %) с пакетами мощностью 5–15 м тонкопереслаивающихся темно-серых до черных углеродистых, слюдисто-кварцевых, известковистых и не известковистых алевритовых сланцев. Мощность подсвиты 320–380 м.

Хомолхинская свита (R2+3 hm) широко распространена на изученной территории. Она является рудовмещающей на золоторудных месторождениях Сухой Лог, Высочайший и характеризуется флишоидным разрезом. Свита расчленена на три подсвиты. В ее составе преобладают алевритовые и пелитовые сланцы. Особенностью разреза свиты является ритмичное тонкое переслаивание однообразных темных углеродистых пород – кварцевых песчаников, алевритовых и филлитовидных сланцев, свойственное нижней и верхней подсвитам.

Имняхская свита нерасчлененная (R2+3 im) слагает центральную часть района работ. В нижней части свиты преобладают пакеты тонкопереслаивающихся серых и зеленовато-серых карбонатных и не карбонатных слюдистых сланцев с прослоями различной мощности карбонатных метапесчаников и слюдистых известняков. В зоне повышенного метаморфизма (изограда биотита) для сланцев характерно появление значительного количества порфиробласт биотита и ильменита, в результате этого они приобретают пятнистый облик. В верхней части увеличивается доля прослоев и слоев светлоокрашенных песчанистых, часто слюдистых известняков. Мощность свиты 600–750 м [17, 18].

Методика работ

Геофизические работы методом электротомографии проводились в августе 2022 г. в Бодайбинском районе Иркутской области в 170 км от г. Бодайбо (рис. 2). В условиях ограниченного объема работ было выполнено четыре профиля общей длиной 1210 м. Детальное строение верхней части разреза до глубин 70–100 м было получено по данным электротомографии, выполненной аппаратурой «Скала 64К15Е» [19].

 

Рис. 2. Схема расположения профилей электротомографии

Fig. 2.    Map of electrical resistivity tomography survey lines

 

Электротомография – это электроразведочный комплекс, включающий в себя как методику полевых работ, так и технологию обработки и интерпретации полевых данных. Данный метод основан на применении многоэлектродных электроразведочных кос, подключаемых к аппаратуре, способной коммутировать токовые и измерительные электроды на произвольные выводы косы [20]. Ее особенностью является многократное использование в качестве питающих и измерительных одних и тех же фиксированных на профиле электродов. Данная методика приводит к уменьшению общего числа рабочих положений электродов при существенном увеличении плотности измерений по сравнению с обычным методом вертикальных электрических зондирований. Такой подход позволяет, с одной стороны, работать с современной высокопроизводительной аппаратурой, а с другой – применять эффективные алгоритмы моделирования и инверсии [21–23].

Удельное электрическое сопротивление является параметром, который зависит от содержания воды в горной породе, ее пористости, электропроводности воды, типа минералов и температуры воды [24, 25]. Именно это определяет выбор метода электротомографии для поиска и локализации проницаемых зон [26, 27]. Для наиболее распространенных осадочных, изверженных и метаморфических горных пород УЭС зависит от минерального состава, физико-механических и водных свойств горных пород, концентрации солей в подземных водах и в меньшей мере от их химического состава, а также от некоторых других факторов (температуры, глубины залегания, степени метаморфизма и др.) [28].

Метод электротомографии позволяет получить двумерную модель удельного электрического сопротивления верхней части разреза с высоким разрешением, учитывающую сложности геологического строения и топографию [29, 30]. Данный метод является наиболее распространенным и точным среди всех геофизических методов поиска подземных вод из-за большого диапазона значений УЭС, зависящего от условий насыщения горных пород подземными водами [31].

При проведении полевых измерений методом электротомографии использовалась прямая и обратная трехэлектродная установка, которая, так же, как и двухэлектродная, имеет хорошее горизонтальное покрытие и большую глубинность, сочетая это с помехоустойчивостью и высоким уровнем сигнала. При этом трехэлектродная установка, так же как и дипольная, имеет большую чувствительность к горизонтальным неоднородностям в исследуемом разрезе. Помимо прямой и обратной трехэлектродной установки использовалась установка Шлюмберже, которая обладает равной чувствительностью к вертикальным и горизонтальным границам и является компромиссным решением между установками Веннера и дипольной, а также характеризуется большей на 10 % глубинностью, чем у Веннера, и средним горизонтальным покрытием [32]. Расстояние между электродами было принято в 10 м. Выбор расстояния между электродами позволяет регулировать глубинность исследования и влиять на разрешающую способность [33]. Выходное напряжение составляло 200 В. Продолжительность импульса тока – 100 мс, паузы – 20 мс. Отсчеты брались на следующих временах 120, 140, 160 мс.

Результаты и их обсуждение

Инверсия данных выполнялась в программе ZondRes2d, которая предназначена для двумерной инверсии данных электротомографии методом сопротивлений и вызванной поляризации [34]. Задача инверсии заключается в сопоставлении модельных данных с наблюденными для воссоздания геологической модели исследуемой среды. Из-за неполноты и зашумленности наблюденных данных решение обратной задачи может иметь множество решений [35].

Качество и достоверность результатов работы алгоритма автоматической двумерной инверсии зависело и от качества полевых данных, и от соответствия изучаемой геологической среды двумерной геоэлектрической модели, и от полноты использования априорной информации [36]. Известно, что при проведении автоматической инверсии данных электротомографии имеет место быть проблема завышения всех глубин. Данная проблема характерна в большей степени для контрастных разрезов, где идет чередование слоев высокого и низкого УЭС. Особенно сильно на увеличение глубинности влияет присутствие изоляторов в разрезе [37]. Модели удельного электрического сопротивления показывают резкий контраст между вмещающей породой и водоудерживающими пластами, особенно вблизи контакта двух разных геологических формаций.

По результатам двумерной инверсии данных, записанных комбинированной трехэлектродной установкой, были построены разрезы по профилям № 3 (рис. 3, а, б) и № 4 (рис. 3, в, г). На рис. 3, г показана проекция скважины № 1, располагающейся в 20 м от профиля № 4.

 

Рис. 3. Разрезы по профилю № 3: а) по параметру кажущегося сопротивления; б) по параметру УЭС; разрезы по профилю № 4: в) по параметру кажущегося сопротивления; г) по параметру УЭС. 1 – мелкообломочные супеси/суглинки; 2 – крупнообломочные супеси/валунники; 3 – известняки трещиноватые; 4 – доломиты плотные; 5 – проекция гидрогеологической скважины; 6 – обводненный слой, выделенный по данным ГИС

Fig. 3.    Section of survey line 3: a) observed apparent resistivity data; б) electrical resistivity; section of survey line 4: в) observed apparent resistivity data; г) electrical resistivity. 1 – fine detrital loamy sands/loams; 2 – large detrital loamy sands/boulder gravels; 3 – fissured limestones; 4 – dense dolomites; 5 – hydrogeological well projection; 6 – watered layer selected based on geophysical well logging data

 

Геоэлектрический разрез представлен следующими элементами: супесями и суглинками с включением мелкообломочного материала со значениями УЭС 10–300 Ом·м; супесями с включением крупнообломочного материала до валунников со значениями УЭС 600–1500 Ом·м; водоносным слоем, представленным известняками трещинноватыми со значениями УЭС 200–400 Ом·м; плотными доломитами со значениями УЭС 2000–3000 Ом·м. Среднеквадратическое отклонение между наблюденными и модельными данными составило 4 %.

На рис. 4 представлены разрезы по профилю № 4. Использование комбинированной трехэлектродной установки позволяет достичь наибольшей глубинности и разрешающей способности в отдельных геологических ситуациях [38]. Для повышения эффективности полевых наблюдений и уменьшения эквивалентности результатов инверсии наблюденных данных необходимо, по возможности, сравнивать полученные данные с данными, записанными другими типами электроразведочных установок. При сопоставлении результатов инверсии данных, зарегистрированных установками Шлюмберже и комбинированной трехэлектродной, установлено, что данные, записанные установкой Шлюмберже, имеют наименьшую глубинность. Кровля доломитов, отмеченная на рис. 4 пунктирной линией, завышена в среднем на 10 м относительно кровли доломитов, выделенной на стратиграфическом разрезе по ГИС.

 

Рис. 4. Разрезы по профилю № 4: а) по параметру кажущегося сопротивления (установка Шлюмберже); б) по параметру УЭС (установка Шлюмберже); в) по параметру кажущегося сопротивления (трехэлектродная установка); г) по параметру УЭС (трехэлектродная установка). 1 – гидрогеологическая скважина; 2 – обводненный слой, выделенный по данным ГИС; 3 – кровля доломитов

Fig. 4.    Section of survey line 4: a) observed apparent resistivity data (Schlumberger array); б) electrical resistivity (Schlumberger array); в) observed apparent resistivity data (three-electrode array); г) electrical resistivity (three-electrode array). 1 – hydrogeological well; 2 – watered layer selected based on geophysical well logging data; 3 – dolomite stratum surface (roof)

 

Итогом интерпретации разрезов по параметру УЭС с учётом геологического строения являлось выделение потенциальных зон, вероятно, содержащих подземные воды, что позволило определить несколько подходящих участков заложения поисково-разведочных скважин глубиной до 70 м. В них после бурения проведены опытно-фильтрационные работы.

Таликовые зоны по результатам проведения работ методом электротомографии выявлены не были. Подземные воды сосредоточены в зонах повышенной трещиноватости протерозойских отложений (PR2+3im).

Все три скважины во время бурения вскрыли водоносный горизонт, который в основном находится в карбонатных породах, сложенных трещиноватыми известняками. Поисковые скважины выставлялись на аномальных зонах, демонстрирующих хорошо выраженный контраст УЭС по отношению к вмещающим породам, а также с учетом элементов рельефа, не мешающих проведению буровых работ. Проектные скважины подтвердили результаты интерпретации разрезов по значению удельного электрического сопротивления.

По результатам бурения гидрогеологический разрез представлен следующими элементами:

четвертичные аллювиальные и флювиогляциальные отложения. Верхняя часть разреза – с поверхности до глубины 10 м – представлена супесями и суглинками с редкими включениями мелкообломочного материала. С 12 м вскрываются грунтовые воды, тогда же разрез сменяется на супеси с обильными включениями средне- и крупнообломочных материалов до валунников с глубиной залегания до 17 м;

слабопроницаемые отложения, представленные переслаиванием плотных известняков серого цвета и черных метапесчаников. Мощность слоя колеблется в пределах от 5 до 11 м;

водоносный комплекс трещиноватых пород имняхской свиты протерозойского комплекса отложений (PR2-3im), представлен трещиноватыми известняками от серых до голубоватых, с прослоями мусковитовых сланцев. Мощность вскрытых отложений составляет до 50 м, уровень подземных вод эксплуатационного горизонта вскрывается на глубинах от 21 до 28 м и устанавливается на глубине 10–11 м. В верхней части отложения представлены песчанистыми и слюдистыми известняками, плотными, сероцветными. К концу вскрытого интервала наблюдается потемнение до светло-коричневых, значительное количество примеси биотита, плотные. По результатам проведенных опытно-фильтрационных работ средний коэффициент фильтрации водовмещающих отложений составляет 3,2 м/сут.

Геофизические исследования скважин проводились по всем трем скважинам и представлены комплексом методов: термометрия, метод кажущегося электрического сопротивления (КС) и кавернометрия (рис. 5).

 

Рис. 5.  Сводный планшет по скважине № 1: 1 – обводненный слой; 2 – четвертичные отложения; 3 – известняки трещиноватые; 4 – доломиты трещиноватые; 5 – доломиты плотные

Fig. 5.    Summary panel for well No. 1: 1 – wet strata; 2 – quaternary deposits; 3 – fissured limestones; 4 – fissured dolomites; 5 – dense dolomites

 

По результатам термометрии температура в районе водопритока на уровне от 17 до 40 м повышалась на 1–1,5 °С, что говорит о стабильной фильтрации воды в зоне водопритока.

По полученным данным КС был выделен следующий литологический состав: песчано-глинистые валунно-галечные отложения со значениями УЭС 100–120 Ом·м; трещиноватые карбонатные отложения зоны водопритока, средние значения УЭС которых составляют 400 Ом·м; плотные карбонатные породы (доломиты) со значениями УЭС от 600 до 1000 Ом·м.

По результатам кавернометрии выделен водопроницаемый интервал, представленный разрушенными породами в скважине в интервале от 20 до 38 м.

Отмечается, что искомый обводненный слой уверенно выделяется по данным всех трех проведенных методов ГИС. Исходя из данных по КС для обводненного слоя, средние значения УЭС, равные 400 Ом·м, совпадают с результатами инверсии данных электротомографии, где средние значения УЭС для обводненного слоя составляют 300–400 Ом·м.

Заключение

По результатам выполненных инженерных изысканий методом электротомографии, а также рекогносцировочных маршрутных обследований, был выделен перспективный участок для бурения гидрогеологических скважин. Была определена перспективная на водопроявление зона, характеризующаяся низкими значениями удельного электрического сопротивления. Гидрогеологические разрезы, построенные по данным буровых работ, и данные геофизических исследований скважин были сопоставлены с электроразведочными моделями, что позволило получить достаточно полное понимание геологического строения участка работ. Проведенные исследования показали, что в комплексе с гидрогеологическими исследованиями метод электротомографии позволяет решить задачу оптимального распределения ограниченных объемов бурения и оценить геолого-гидрогеологические условия выделения интервалов водопритока.

Таким образом, в работе показаны возможности применения метода электротомографии для решения задач поиска подземных вод технического назначения на примере объекта, расположенного в Бодайбинском районе Иркутской области. При работе на подобных объектах метод электротомографии позволяет расчленять различные по составу слои, прослеживать их границы при отсутствии достаточного количества данных бурения, а также выявлять неоднородности в разрезе и обводненные трещиноватые зоны.

×

Об авторах

Туяна Сергеевна Шойхонова

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tshoikhonova@geo.istu.edu
ORCID iD: 0009-0007-1641-6085

инженер-исследователь департамента геофизики Сибирской Школы Геонаук

Россия, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Михаил Сергеевич Шкиря

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: mshkiria@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0003-1570-0002

младший научный сотрудник департамента геофизики Сибирской Школы Геонаук

Россия, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Павел Геннадьевич Бирюков

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: pbiriukov@geo.istu.edu
ORCID iD: 0009-0006-0991-2972

инженер-исследователь департамента геофизики Сибирской Школы Геонаук

Россия, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Алексей Алексеевич Дунюшин

ООО «ЭКОСТАНДАРТ "Технические Решения"»

Email: Dunyushin.A@ecostandard.ru
ORCID iD: 0009-0002-7142-2158

инженер-гидрогеолог 1 категории

Россия, 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 37

Аюр Саянович Башкеев

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: abashkeev@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0002-5456-5221

младший научный сотрудник департамента геофизики Сибирской Школы Геонаук

Россия, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Список литературы

  1. Electric imaging and laboratory resistivity testing for geotechnical investigation of Pusan clay deposits / P.H. Giao, S.G. Chung, D.Y. Kim, H. Tanaka // Journal of Applied Geophysics. – 2003. – Vol. 52. – P. 157–175.
  2. Bhattacharya P.K., Patra H.P. Direct current geoelectric sounding: principles and interpretation. – Amsterdam: Elsevier Publishing Company,1968. – Vol. 9. – 135 p.
  3. Kumar D., Rao V.A., Sarma V.S. Hydrogeological and geophysical study for deeper groundwater resource in quartzitic hard rock ridge region from 2D resistivity data // Journal of Earth System Science. – 2014. – Vol. 123. – P. 34–40.
  4. Новые подходы к электрическим зондированиям горизонтально-неоднородных сред / А.А. Бобачев, М.Н. Марченко, И.Н. Модин, Е.В. Перваго, А.В. Урусова, В.А. Шевнин // Физика Земли. – 1995. – № 12. – C. 79–90.
  5. Applied geophysics / W.M., Telford L.P. Geldart, R.A. Sheriff, D.A. Keys. – London: Cambridge University Press, 1976. – 860 p.
  6. Groundwater exploration in limestone–shale–quartzite terrain through 2D electrical resistivity tomography in Tadipatri, Anantapur district, Andhra Pradesh / D. Kumar, K. Rajesh, S. Mondal, T. Warsi, R. Rangarajan // Journal of Earth System Science. – 2020. – Vol. 129. – № 71. – P. 1–5.
  7. 15 лет развития электротомографии в России / И.Н. Модин, А.А. Бобачев, Д.К. Большаков, В.А. Шевнин, М.Н. Марченко, К.Д. Ефремов // Инженерная и рудная геофизика 2020: Материалы 16-ой научно-практической конференции совместно с семинаром «Инженерная и рудная геология 2020». – М.: Общество с ограниченной ответственностью «ЕАГЕ ГЕОМОДЕЛЬ», 2020. – Т. 2020. – С. 1–16.
  8. Zhou B. Electrical resistivity tomography: a subsurface-imaging technique // Applied geophysics with case studies on environmental, exploration and engineering geophysics / Ed. by A.I. Kanly. – London, United Kingdom: InTechOpen, 2019. – P. 123–137. URL: https://www.intechopen.com/chapters/64562 (дата обращения 07.06.2023).
  9. Применение наземных геофизических исследований методом электротомографии в составе инженерно-геологических изысканий подтапливаемой территории одного из жилых районов г. Иркутска / М.С. Шкиря, Ю.К. Ланкин, С.А. Терешкин, А.В. Лазурченко, Ю.А. Давыденко // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 11. – С. 160–170.
  10. Роль электротомографии и электромагнитных зондирований в поисковооценочных работах для водоснабжения Озерного ГОКа / М.С. Шкиря, П.С. Бадминов, С.А. Терешкин, А.С. Башкеев, Ю.А. Давыденко // Разведка и охрана недр. – 2021. – № 12. – С. 26–34.
  11. Построение объемной модели верхней части геологической среды по данным электротомографии для решения инженерно-геологических задач / И.Н. Модин, Д.К. Большаков, С.В. Бомкин, А.Д. Скобелев, К.И. Баранчук, К.Д. Ефремов, А.А. Пелевин, А.С. Репьев // Геомодель 2015: Материалы 17-ой научно-практической конференции по вопросам геологоразведки и разработки месторождений нефти и газа. – Геленджик: Европейская ассоциация геологов и инженеров, 2015. – Т. 2015. – С. 25–30.
  12. Dahlin T. On the automatization of 2D resistivity surveying for engineering and environmental applications. – Lund: Lund University, 1993. – 187 p.
  13. Hydrogeophysical tools for investigating groundwater storage in the subsurface of a karst system / A. Watlet, K. van Noten, T. Lecocq, J. Chambers, P. Meldrum, O. Francis, M. van Camp, O. Kaufmann // Near Surface Geoscience: 20th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. – Athens: European Association of Geoscientists & Engineers, 2014. – Vol. 2014. – P. 1–5.
  14. Patella D. Geophysical tomography in engineering geology: an overview // 7th International Congress of the Brazilian Geophysical Society. – Salvador: European Association of Geoscientists & Engineers, 2001. – P. 1–5.
  15. Jones G., Sentenac P., Zielinski M. Fissure detection in flood embankments using electrical resistivity tomography // Near Surface Geoscience 2012: 18th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. – Paris: European Association of Geoscientists & Engineers, 2012. – P. 124–130.
  16. Visualising groundwater flow using time-lapse electrical resistivity tomography / M. Karaoulis, W. Bakx, P. Doornenba, P. Kruiver, S. Rijpkema // 25th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. – The Hague: European Association of Geoscientists & Engineers, 2019. – Vol. 2019. – P. 1–5.
  17. Иванов А.И. Отчет о результатах работ по объекту: «Поисково-оценочные работы на рудное золото на Светловском рудном поле (Иркутская область)». – Иркутск, 2009. – Т. 1. – 119 c.
  18. Царегородцева М.И., Игнатьева О.П., Карасева Е.Ф. Отчет с подсчетом запасов россыпного золота по правобережной террасе р. Жуя, между устьями руч. Бол. Тунгуска и руч. Спектральный, для открытого раздельного способа разработки по результатам геологоразведочных работ 2011 г. по состоянию на 20.12.2012 г. – Бодайбо, 2012. – 132 c.
  19. Скала64К15 // Официальный сайт Конструкторского Бюро Электрометрии. – 2023. URL: https://kbelectrometry.ru/catalog/skala-64k15/ (дата обращения 05.06.2023).
  20. Стойкин Т.А., Балков Е.В., Манштейн Ю.А. Опыт применения электротомографии для решения инженерно-геологических задач // Инженерная и рудная геофизика 2011: Материалы 7-ой научно-практической конференции и выставки. – М.: European Association of Geoscientists & Engineers, 2011. – C. 42–50.
  21. Многоэлектродные электрические зондирования в условиях горизонтально-неоднородных сред / А.А. Бобачев, И.Н. Модин, Е.В. Перваго, В.А. Шевнин // Разведочная геофизика. Обзор. – М.: АОЗТ «Геоинформмарк», 1996. – Вып. 2. – 50 с.
  22. Бортникова С.П., Ельцов И.Н., Борисенко Д.А. Возможности малоглубинной электротомографии при решении инженерно-геологических задач // Инженерная геофизика 2013: Материалы 9-ой международной конференции и выставки. – Геленджик: EAGE Publications BV, 2013. – P. 36–41.
  23. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации / А.А. Бобачев, А.А. Горбунов, И.Н. Модин, В.А. Шевнин // Приборы и системы разведочной геофизики. – 2006. – № 2. – С. 14–17.
  24. Telford W.M., Geldart L.P., Sheriff R.E. Applied Geophysics (2nd ed.). – New-York: Cambridge University Press, 1990. – 751 p.
  25. Rein A., Hoffman R., Dietrich P. Influence of natural timedependent variations of electrical conductivity on DC resistivity measurements // Journal of Hydrology. – 2004. – Vol. 285. – P. 215–232.
  26. Санчаа А.М., Фаге А.Н., Шемелина О.В. Применение метода электротомографии для поиска водоносных горизонтов в геологических условиях восточной части Новосибирской области // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2019. – № 10. – С. 90–105.
  27. Fadilah T., Gross L., Schaa R. Estimation of aquifer properties using surface based electrical resistivity tomography // EAGE-HAGI 1st Asia Pacific Meeting on Near Surface Geoscience and Engineering. – Yogyakarta: European Association of Geoscientists & Engineers, 2018. – Vol. 2018. – P. 1–5.
  28. Хмелевской В.К. Геофизические методы исследования земной коры. Кн. 2.: региональная, разведочная, инженерная и экологическая геофизика. – Дубна: Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 1999. – 184 с.
  29. Loke M.H. Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies // A practical guide to 2D and 3D surveys. – 1999. – Vol. 2. – 70 p.
  30. Kumar D., Mondal S., Warsi T. Deep insight to the complex aquifer and its characteristics from high resolution electrical resistivity tomography and borehole studies for groundwater exploration and development // Journal of Earth System Science. – 2020. – Vol. 129. – P. 1–15.
  31. Kumari A., Kumar D., Warwade P. Application of multi-criteria decision making (MCDM) and electrical resistivity tomography (ERT) techniques for identification of groundwater recharge zone(s) in granitic hard rock aquifer // Journal of Earth System Science. – 2021. – Vol. 130. – № 81. – P. 1–17.
  32. Бобачев А.А., Модин И.Н. Электротомография со стандартными электроразведочными комплексами // Разведка и охрана недр. – 2008. – № 1. – С. 43–47.
  33. Ostrowski S., Lasocki M., Pacanowski G. Electrical resistivity tomography as a tool in geological mapping // 72nd EAGE Conference and Exhibition incorporating SPE EUROPEC. – Barcelona: European Association of Geoscientists & Engineers, 2010. – P. 1–5.
  34. Программа ZondRes2d // Zond Software. – 2023. URL: http://zond-geo.com/software/resistivity-imaging-ves/zondres2d/ (дата обращения 06.06.2023).
  35. Riwayat A.I., Nazri M.A.A., Abidin M.H.Z. Application of electrical resistivity method (ERM) in groundwater exploration // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2018. – Vol. 995. – № 1. – P. 012094.
  36. Опыт применения электротомографии в геофизике / Е.В. Балков, Г.Л. Панин, Ю.А. Манштейн, А.К. Манштейн, В.А. Белобородов // Геофизика. – 2012. – № 6. – С. 54–63.
  37. Результаты электроразведочных работ методом электротомографии на правобережье р. Волга / В.А. Поликарпова, В.А. Куликов, А.А. Бобачев, А.Г. Яковлев // Инженерная и рудная геофизика 2021: Материалы 17-й научно-практической конференции и выставки. – М.: Общество с ограниченной ответственностью «ЕАГЕ ГЕОМОДЕЛЬ», 2021. – С. 1–6.
  38. Dahlin T. The development of electrical imaging techniques // Computers and Geosciences. – 2001. – № 27 (9). – P. 1019–1029.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геологическое строение участка работ: 1 – Четвертичные отложения; 2 – Онангрская свита. Известковистые песчаники с прослоями сланцев и известняков; 3 – Вачская свита. Высокоуглеродистые кварцевые сланцы, графитистые кварцевые сланцы и метапесчаники; 4 – Аунакитская свита. Метапесчаники, песчаники, углеродистые сланцы, кварциты; 5 – Имняхская свита. Песчаники и метапесчаники, известковистые сланцы, известняки песчанистые; 6 – Хомолхинская свита. Сланцы углеродистые, с прослоями песчаников; 7 – Угаханская свита. Переслаивающиеся известковистые сланцы и известняки мраморизиованные; 8 – Бужуихтинская свита. Переслаивающиеся углеродистые метаалевролиты, метапесчаники, с прослоями известняков; 9 – Бодайбоканская свита. Известняки; 10 – Бугорихтинская свита. Метапесчаники, прослои сланцев; 11 – Тектонические контакты; 12 – Контур участка работ

Скачать (308KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема расположения профилей электротомографии

Скачать (178KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Разрезы по профилю № 3: а) по параметру кажущегося сопротивления; б) по параметру УЭС; разрезы по профилю № 4: в) по параметру кажущегося сопротивления; г) по параметру УЭС. 1 – мелкообломочные супеси/суглинки; 2 – крупнообломочные супеси/валунники; 3 – известняки трещиноватые; 4 – доломиты плотные; 5 – проекция гидрогеологической скважины; 6 – обводненный слой, выделенный по данным ГИС

Скачать (213KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Разрезы по профилю № 4: а) по параметру кажущегося сопротивления (установка Шлюмберже); б) по параметру УЭС (установка Шлюмберже); в) по параметру кажущегося сопротивления (трехэлектродная установка); г) по параметру УЭС (трехэлектродная установка). 1 – гидрогеологическая скважина; 2 – обводненный слой, выделенный по данным ГИС; 3 – кровля доломитов

Скачать (144KB)
Метаданные
6. Рис. 5.  Сводный планшет по скважине № 1: 1 – обводненный слой; 2 – четвертичные отложения; 3 – известняки трещиноватые; 4 – доломиты трещиноватые; 5 – доломиты плотные

Скачать (238KB)
Метаданные


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».