| Введение (В.В.Спичак) |
| Часть I. Измерение и обработка электромагнитных данных |
| Глава 1. | Современные тенденции в пятом поколении многофункциональной электромагнитной аппаратуры: развитие и приложения |
| | Введение |
| | 1.1. | Полевая установка для магнитотеллурических зондирований |
| | 1.2. | Этапы развития многофункциональной электроразведочной аппаратуры |
| | 1.3. | Пятое поколение многофункциональной электроразведочной аппаратуры |
| | 1.4. | Телеметрический вариант аппаратуры пятого поколения |
| | 1.5. | Возможности эффективного применения магнитных компонент поля |
| | 1.6. | Некоторые результаты работ с использованием для интерпретации магнитных компонент МТ-поля |
| | Выводы |
| | Литература |
| Глава 2. | Многомасштабное преобразование сигналов на основе нелинейных уравнений в частных производных и их применение к обработке геофизических данных |
| | Введение |
| | 2.1. | Модель данных и краткие сведения о PDE-алгоритмах |
| | 2.2. | Связь между вариационными и дифференциальными задачами |
| | 2.3. | Диффузионные процессы и многомасштабная фильтрация |
| | | 2.3.1. | Линейная фильтрация на основе уравнений второго порядка |
| | | 2.3.2. | Нелинейная фильтрация на основе уравнений второго порядка |
| | | 2.3.3. | Нелинейная фильтрация на основе производных высших порядков (модель S) |
| | 2.4. | Комбинированная фильтрация на основе подходов CHA и PDE |
| | 2.5. | Численная реализация алгоритмов |
| | | 2.5.1. | ROF-модель |
| | | 2.5.2. | Модель S |
| | 2.6. | Результаты численных экспериментов |
| | | 2.6.1. | TV-фильтрация одномерных данных |
| | | 2.6.2. | TV-фильтрация двумерных данных |
| | | 2.6.3. | Декомпозиция по модифицированному алгоритму Мейера (модель OSV) |
| | | 2.6.4. | Декомпозиция данных на основе использования моделей Мейера и TV-L1 |
| | | 2.6.5. | Фильтрация на основе использования производных высших порядков |
| | | 2.6.6. | Комбинированная фильтрация одномерных тестовых данных |
| | | 2.6.7. | Примеры обработки полевых электроразведочных данных |
| | Выводы |
| | Литература |
| Глава 3. | Нейросетевая обработка магнитотеллурических временных рядов |
| | Введение |
| | 3.1. | Нейронная сеть Хопфилда |
| | 3.2. | Обработка магнитотеллурических временных рядов |
| | 3.3. | Иерархическая кластеризация данных |
| | 3.4. | Пример нейросетевой обработки данных |
| | Заключение |
| | Литература |
| Часть II. Методы интерпретации электромагнитных данных |
| Глава 4. | От 2D к 3D – главная тенденция современной магнитотеллурики |
| | Введение |
| | 4.1. | Особенности трехмерной инверсии |
| | 4.2. | Подходы к трехмерной интерпретации магнитовариационных и магнитотеллурических данных |
| | 4.3. | Последовательность частичных инверсий |
| | 4.4. | Ключевые вопросы инверсии |
| | Литература |
| Глава 5. | Трехмерные модели электропроводности по магнитотеллурическим данным |
| | Введение |
| | 5.1. | Современные подходы к трехмерной инверсии электромагнитных данных |
| | | 5.1.1. | Метод решения обратной задачи с помощью Байесовской статистики |
| | | 5.1.2. | Применение нейросетевого подхода к реконструкции параметров трехмерной геологической структуры |
| | 5.2. | Модели электропроводности геологических объектов |
| | | 5.2.1. | Пространственное картирование резервуара геотермальной энергии (Минамикаябе, о-в Хоккайдо, Япония) |
| | | 5.2.2. | Визуализация внутренней структуры вулкана Комагатаке (о-в Хоккайдо, Япония) |
| | | 5.2.3. | Трехмерная модель вулкана Эльбрус по магнитотеллурическим и спутниковым данным |
| | | 5.2.4. | Реконструкция макропараметров зоны разломов Мину (о-в Кюсю, Япония) |
| | | 5.2.5. | Объемная модель сопротивления сейсмоактивной зоны Северного Тянь-Шаня |
| | Заключение |
| | Литература |
| Глава 6. | Влияние электрической анизотропии на магнитотеллурические данные: моделирование и экспериментальные наблюдения |
| | Введение |
| | 6.1. | Магнитотеллурическая модель с произвольной анизотропией |
| | | 6.1.1. | Описание модели |
| | | 6.1.2. | Одномерная магнитотеллурическая модель с произвольной анизотропией |
| | | 6.1.3. | Двумерная магнитотеллурическая модель с произвольной анизотропией |
| | | 6.1.4. | Трехмерная модель с произвольной анизотропией |
| | 6.2. | Влияние анизотропных структур Земли на магнитотеллурическое поле |
| | | 6.2.1. | Электрическая макроанизотропия Земли |
| | | 6.2.2. | Взаимодействие анизотропных проводников с горизонтально-неоднородными структурами Земли |
| | | 6.2.3. | Статические искажения, вызванные анизотропией структур |
| | Заключение |
| | Литература |
| Глава 7. | Совместная электромагнитная и сейсмическая инверсия методом кросс-градиентов: применение к структурной, литологической и петрофизической классификации разреза |
| | Введение |
| | 7.1. | Метод комплексной инверсии с использованием кросс-градиентов |
| | 7.2. | Тестирование инверсии с использованием синтетических данных |
| | | 7.2.1. | Тестовая модель |
| | | 7.2.2. | Результаты обычной раздельной инверсии |
| | | 7.2.3. | Результаты комплексной (совместной) инверсии с использованием кросс-градиентных ограничений |
| | 7.3. | Совместная комплексная инверсия экспериментальных данных и структурная классификация разреза |
| | | 7.3.1. | Район полевых измерений |
| | | 7.3.2. | Совместная инверсия данных АМТЗ и сейсмических отражений |
| | | 7.3.3. | Сопоставление результатов и их использование для структурно-литологической классификации |
| | Выводы |
| | Литература |
| Часть III. Электромагнитные исследования в сейсмоактивных, геотермальных и вулканогенных зонах |
| Глава 8. | Мембранная поляризация в породах и измеряемое электрическое сопротивление |
| | Введение |
| | 8.1. | Физические процессы, лежащие в основе мембранной поляризации |
| | 8.2. | Мембранная поляризация, возникающая в капиллярах при включении электрического тока |
| | 8.3. | Граничные условия при включении электрического тока |
| | 8.4. | Временные ограничения и определение вызванной поляризации мембранного типа |
| | 8.5. | Мембранная поляризация, возникающая в капиллярах при выключении электрического тока |
| | 8.6. | Граничные условия для модели, состоящей из трех контактирующих капилляров |
| | 8.7. | Функции источников |
| | 8.8. | Разность потенциалов |
| | 8.9. | Результаты и обсуждение |
| | Заключение |
| | Литература |
| Глава 9. | Изменение сейсмического процесса при облучении коры мощными электромагнитными импульсами |
| | Введение |
| | 9.1. | Методы исследования |
| | 9.2. | Результаты для полигона Гарм |
| | 9.3. | Результаты, полученные в районе Бишкека |
| | 9.4. | Обсуждение |
| | Выводы |
| | Литература |
| Глава 10. | Трехмерная геоэлектрическая модель Северного Кавказа и ее отражение в сейсмических методах |
| | Введение |
| | 10.1. | Краткие сведения о геологическом строении региона |
| | 10.2. | Общий подход к интерпретации данных магнитотеллурических зондирований |
| | 10.3. | Методология построения геоэлектрической модели на примере Туапсинского профиля |
| | | 10.3.1. | Схема Куниля |
| | | 10.3.2. | Схема Занга–Бара |
| | | 10.3.3. | Метод фазового тензора |
| | | 10.3.4. | Одномерная инверсия инвариантных кривых магнитотеллурических зондирований |
| | | 10.3.5. | Двумерная инверсия кривых максимума и минимума индукции |
| | | 10.3.6. | Трехмерное математическое моделирование |
| | Предварительные выводы |
| | 10.4. | Результаты электроразведочных исследований на Северном Кавказе |
| | | 10.4.1. | Кубанский профиль |
| | | 10.4.2. | Краснополянский профиль |
| | | 10.4.3. | Приэльбрусский профиль |
| | | 10.4.4. | Профиль Владикавказ–Левокумское |
| | | 10.4.5. | Профиль Талярата–Махачкала |
| | | 10.4.6. | Профиль Ейск–Буденновск |
| | | 10.4.7. | Карты распределения удельного электрического сопротивления |
| | 10.5. | Оценка пористости земной коры |
| | Выводы |
| | Литература |
| Глава 11. | Исследование геотермальных зон методами глубинной геоэлектрики и возможности использования геотермальных ресурсов |
| | Введение |
| | 11.1. | Использование геотермальных ресурсов в мире |
| | 11.2. | Применение геофизических методов |
| | | 11.2.1. | Методы электроразведки |
| | | 11.2.2. | Электрические свойства пород |
| | 11.3. | Пример 1: Исследование гидротермальных областей в Италии |
| | | 11.3.1. | Геологическое строение области |
| | | 11.3.2. | Геотермальные условия |
| | | 11.3.3. | Обработка магнитотеллурических данных |
| | | 11.3.4. | Моделирование и интерпретация |
| | 11.4. | Пример 2: Исследование геотермальной области в Индии |
| | | 11.4.1. | Анализ данных |
| | | 11.4.2. | Качественный и полуколичественный анализ результатов |
| | | 11.4.3. | Профиль температуры |
| | Выводы |
| | Литература |
| Глава 12. | Электромагнитные методы визуализации вулканов и мониторинга их активности: примеры из практики |
| | Введение |
| | 12.1. | Исследование структуры вулкана |
| | | 12.1.1. | Методы |
| | | 12.1.2. | Вулкан Суфриер, Гваделупа |
| | 12.2. | Мониторинг вулканической активности |
| | | 12.2.1. | Вулкан Миякедзима |
| | Заключение |
| | Литература |
Книга подготовлена на основе лекций, прочитанных ведущими российскими
и иностранными учеными участникам III Всероссийской школы-семинара
по электромагнитным зондированиям Земли (ЭМЗ-2007).
В программу Школы вошли лекции ученых, активно работающих сегодня
в этой области: М.Бердичевского (Россия), Й.Пека (Чехия), В.Спичака
(Россия), М.Меджу (Великобритания), Ж.Злотницки (Франция), Н.Тарасова
(Россия), В.Холлбауэр-Задорожной (ЮАР), О.Ингерова (Канада), Т.Харинараяна (Индия). Для полноты
освещения предмета лекции, прочитанные участникам Школы, дополнены в книге
материалами оригинальных исследований других авторов. Книга состоит из трех
частей.
В первой части рассматриваются возможности пятого поколения ЭМ-измерительной
аппаратуры канадской фирмы "Феникс", а также приводятся современные методы
обработки электромагнитных данных, основанные на применении новейших
математических алгоритмов.
Во второй части, посвященной методам интерпретации электромагнитных данных,
рассматриваются ключевые вопросы, влияющие на адекватность построенных
моделей. Особое внимание уделяется современным подходам к интерпретации
ЭМ-данных в классе трехмерных моделей среды. Рассматривается метод совместной
инверсии данных ЭМ- и сейсмических зондирований. Специально
исследуется влияние анизотропии пород на результаты ЭМ-зондирований.
Третья часть посвящена рассмотрению электрических свойств пород, а также
анализу поведения электромагнитных полей в сейсмоактивных, геотермальных
и вулканогенных регионах. Особое место занимает анализ влияния мощных
электромагнитных импульсов, излучаемых магнитогидродинамическими
генераторами и используемых в качестве источников при глубинных
электрических зондированиях земной коры, на пространственно-временную
структуру сейсмичности. Приводятся примеры применения электромагнитных
методов для построения геоэлектрических моделей Северного Кавказа,
геотермальных зон Италии и Индии, а также ряда вулканов мира.
