Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №3.

УДК 550.837.6 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ МОЩНЫМ КОНТРОЛИРУЕМЫМ ИСТОЧНИКОМ ЭКСТРЕМАЛЬНО НИЗКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА В СРЕДНЕЙ ЧАСТИ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА Е.Д. Терещенко, В.А. Любчич, В.Ф. Григорьев Полярный геофизический институт КНЦ РАН Аннотация Рассмотрены результаты моделирования трехмерной неоднородной среды методом сеточной аппроксимации уравнений для векторного и скалярного потенциалов электромагнитного поля, выполненного для интерпретации экспериментальных данных, полученных при электромагнитных зондированиях с мощным контролируемым источником экстремально низкочастотного диапазона в средней части Кольского п-ова. Моделирование показало, что значительное влияние на результаты экспериментальных измерений оказывает сеть высокопроводящих тектонических разломов, частично заводненных в Баренцевом море. Установлено, что для локализации проводящих тектонических зон в пространстве целесообразно амплитудные измерения дополнять исследованием фазовых характеристик электромагнитного поля. Ключевые слова: электромагнитное зондирование, магнитное поле, амплитудно-фазовые измерения, метод сеточной аппроксимации, тектонический разлом. Введение Одной из актуальных задач геофизики является изучение глубинного строения земной коры. Немаловажное значение в решении этой задачи отводится электромагнитным зондированиям с мощными контролируемыми источниками экстремально низкочастотного диапазона. Так, к примеру, на Кольском п-ове подобные работы проводились сотрудниками Геологического и Полярного геофизического институтов КНЦ РАН [1, 2]. Естественно, что на результаты исследований, особенно в экстремально низкочастотном диапазоне, сильное влияние оказывает блочное строение, характерное для кристаллического щита Кольского п- ова [3]. Поэтому сотрудники Геологического института КНЦ РАН, решая задачу построения обобщенного геоэлектрического разреза восточной части Балтийского щита, выбирали местоположение точек наблюдений в пределах более-менее однородных блоков кристаллического щита, чтобы ослабить эффект от геоэлектрических неоднородностей. Напротив, в Полярном геофизическом институте КНЦ РАН особое внимание уделялось проблеме исследования этих геоэлектрических неоднородностей и их влияния на результаты экспериментальных исследований. Изучению этого вопроса и посвящена данная работа. В первой главе дано краткое описание проведенных в 2009-2010 гг. сотрудниками Полярного геофизического института КНЦ РАН экспериментов по электромагнитному зондированию в КНЧ и СНЧ-диапазонах, в ходе которых было установлено существенное влияние сети проводящих тектонических разломов на амплитудно­ фазовые характеристики вертикальной компоненты магнитного поля Hz. Было показано, что для локализации в пространстве тектонических зон амплитудные измерения необходимо дополнять изучением фазовых характеристик компонент магнитного поля. Во второй главе представлена методика решения прямой задачи распространения электромагнитного поля в трехмерной неоднородной среде, основанная на сеточной аппроксимации уравнений для потенциалов поля, описанная в работе [4]. В отличие от метода интегральных уравнений, который использовался в работе [1], данная методика позволяет получить систему линейных уравнений с ленточной матрицей, обладающей свойством диагональной доминантности, что существенно упрощает вычислительный процесс. 49