Подать статью
Стать рецензентом
EN
Том 277
Страницы:
107-118
В печати
Научная статья
Геотехнология и инженерная геология

Физико-геологические модели прибрежных территорий по данным петрофизического и электротомографического моделирования

Авторы:
В. В. Глазунов1
Ицян Жень2
Д. И. Зеликман3
В. А. Шевнин4
Об авторах
  • 1 — д-р техн. наук профессор Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
  • 2 — аспирант Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
  • 3 — аспирант Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
  • 4 — д-р физ.-мат. наук профессор Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ▪ Orcid
Дата отправки:
2025-03-20
Дата принятия:
2025-12-09
Дата публикации онлайн:
2026-02-16

Аннотация

Возможности гидроакустических методов, широко применяемых при проведении инженерно-геофизических исследований в акваториях, ограничены при наличии газонасыщенных придонных отложений. В неблагоприятных условиях целесообразно применять электроразведочные методы. В статье рассмотрена эффективность современных электротомографических (ЭТ) технологий надводной и донной систем наблюдения для изучения геологических разрезов в прибрежных зонах акваторий. Синтезированы базовые геоэлектрические и электротомографические модели, позволяющие оценить влияние солености воды и литологического состава отложений на результаты морской электроразведки. Данные петрофизического моделирования показали, что наряду с воздействием минерализации поровой воды на соотношение значений удельного электрического сопротивления дисперсных грунтов значительное влияние оказывает минеральный состав глинистых минералов. Влияние проявляется в виде смещения положения точки инверсии значений удельного электрического сопротивления песчано-глинистых грунтов при увеличении значений емкости катионного обмена, свойственных различным минералогическим типам глин. Результаты численного моделирования электротомографических разрезов с надводной и донной системами наблюдения показали, что донная измерительная система обеспечивает получение достоверной информации о геоэлектрическом строении разреза песчано-глинистых отложений, а на разрезах, полученных по данным ЭТ съемки на поверхности воды, наблюдаются искажения структуры геоэлектрического разреза и проявляются ложные аномалии. Установлено преимущество донной ЭТ для изучения геологического строения морских прибрежных территорий. Экспериментальные работы в акватории Лужской губы Финского залива подтвердили эффективность применения донной ЭТ для повышения достоверности межскважинной геологической интерполяции при построении сводных геолого-геофизических разрезов. Применение донной ЭТ обеспечило непрерывное прослеживание геоэлектрических границ, соответствующих различным литологическим разностям придонных песчано-глинистых отложений.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
придонные отложения донная электротомография надводная электротомография геоэлектрические модели минерализация поровой воды ионообменная емкость глин геолого-электротомографические разрезы межскважинная геологическая интерполяция
Перейти к тому 277

Литература

  1. Горелик Г.Д., Егоров А.С., Шуклин И.А., Ушаков Д.Е. Обоснование оптимального комплекса геофизических исследований глубинного строения района озера Восток // Горный журнал. 2024. № 9. С. 56-61. DOI: 10.17580/gzh.2024.09.09
  2. Egorov A., Antonchik V., Senchina N. et al. Impact of the Regional Pai-Khoi-Altai Strike-Slip Zone on the Localization of Hydrocarbon Fields in Pre-Jurassic Units of West Siberia // Minerals. 2023. Vol. 13. Iss. 12. № 1511. DOI: 10.3390/min13121511
  3. Васильев С.А., Григорьева Н.В., Медведев Н.О. и др. Могильник Плакун: новое открытие известного памятника по результатам ВЛС и георадиолокационных исследований // Уфимский археологический вестник. 2024. Т. 24. № 3. С. 573-586. DOI: 10.31833/uav/2024.24.3.038
  4. Daniliev S., Danilieva N., Mulev S., Frid V. Integration of Seismic Refraction and Fracture-Induced Electromagnetic Radiation Methods to Assess the Stability of the Roof in Mine-Workings // Minerals. 2022. Vol. 12. Iss. 5. № 609. DOI: 10.3390/min12050609
  5. Сысоев А.П., Зайцев С.А. Отдельные вопросы динамической инверсии волнового поля // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2023. № 3 (55). С. 52-58. DOI: 10.20403/2078-0575-2023-3-52-58
  6. Яковлева А.А., Мовчан И.Б., Мединская Д.К., Садыкова З.И. Количественные интерпретации потенциальных полей: от параметрических пересчетов к геоструктурным // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 11. С. 198-215. DOI: 10.18799/24131830/2023/11/4152
  7. Данильев С.М., Мулев С.Н., Шнюкова О.М. Корреляционно-регрессионный анализ активности естественной электромагнитной и акустической эмиссии в образцах горных пород Октябрьского месторождения // Горный журнал. 2024. № 9. С. 51-55. DOI: 10.17580/gzh.2024.09.08
  8. Сысоев А.П. Аналитические решения задач компенсации неоднородности верхней части разреза в сейсморазведке МОВ // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2023. № 1 (53). С. 36-43. DOI: 10.20403/2078-0575-2023-1-36-43
  9. Калинин Д.Ф., Егоров А.С., Большакова Н.В., Секерина Д.Д. Информационно-статистический прогноз нефтегазоносности в краевой части Корякско-Камчатской складчатой области // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2023. № 1. Вып. 57. С. 63-88. DOI: 10.31431/1816-5524-2023-1-57-63-88
  10. Буданов Л.М., Сергеев А.Ю., Чекулаев А.В. Высокочастотное сейсмоакустическое профилирование мелководных опресненных акваторий на примере Невской губы // Инженерная и рудная геофизика 2023: Сборник материалов 19-й научно-практической конференции и выставки «Инженерная и рудная геофизика 2023», «Инженерная и рудная геология 2023», «Морские технологии 2023», 15-19 мая 2023, Санкт-Петербург, Россия. М.: Геомодель, 2023. С. 124-133.
  11. Миринец А.К., Рыбалко А.Е., Алешин М.И., Субетто Д.А. Строение четвертичного покрова Петрозаводской губы Онежского озера по данным сейсмоакустики // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2024. № 1. С. 123-129. DOI: 10.55959/MSU0579-9406-4-2024-63-1-123-129
  12. Миринец А.К., Бобачев А.А., Миронюк С.Г. Выделение мерзлых и газонасыщенных грунтов в Обской губе Карского моря по данным донной электротомографии в комплексе с акустическим профилированием и бурением // Геофизика. 2022. № 6. С. 35-42. DOI: 10.34926/geo.2022.11.15.005
  13. Миринец А.К., Бобачев А.А., Рыбалко А.Е. Исследования донных отложений Онежского озера методами сейсморазведки и электроразведки // Наука и технологические разработки. 2022. Т. 101. № 2. С. 5-22. DOI: 10.21455/std2022.2-2
  14. Буданов Л.М., Глазунов В.В., Сергеев А.Ю., Ефимова Н.Н. Применение методов гидроэлектразведки для картирования форм палеорельефа акватории «Сестрорецкий Разлив» // Естественные и технические науки. 2017. № 3 (105). С. 52-57.
  15. Zi-Yin Ren, Xiu-Jun Guo, Jing-Xin Wu. Simulation and Analysis of Detection Results of Shallow Gas Under Shallow Water with a Navigated DC Marine Resistivity Method // Periodical of Ocean University of China. 2019. Vol. 49. Iss. 7. P. 56-63. DOI: 10.16441/j.cnki.hdxb.20180231
  16. Chang Gao, Xiujun Guo, Shuai Shao, Jingxin Wu. Using MODFLOW/MT3DMS and electrical resistivity tomography to characterize organic pollutant migration in clay soil layer with a shallow water table // Environmental Technology. 2021. Vol. 42. Iss. 28. P. 4490-4499. DOI: 10.1080/09593330.2020.1767699
  17. Tassis G.A., Tsourlos P.I., Rønning J.S. Detection and characterization of fracture zones in bedrock in marine environment: possibilities and limitations // Near Surface Geophysics. 2020. Vol. 18. Iss. 1. P. 91-103. DOI: 10.1002/nsg.12086
  18. Неевин И.А., Буданов Л.М., Сергеев А.Ю. и др. Геолого-геофизические методы как источник базовой информации для последующих биологических исследований и картирования подводных ландшафтов // Региональная экология. 2015. № 4 (39). С. 5-24.
  19. Шкиря М.С., Ланкин Ю.К., Терешкин С.А. и др. Применение наземных геофизических исследований методом электротомографии в составе инженерно-геологических изысканий подтапливаемой территории одного из жилых районов г. Иркутска // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 11. С. 160-170. DOI: 10.18799/24131830/2022/11/3766
  20. Niculescu B.M., Andrei G. Application of electrical resistivity tomography for imaging seawater intrusion in a coastal aquifer // Acta Geophysica. 2021. Vol. 69. Iss. 2. P. 613-630. DOI: 10.1007/s11600-020-00529-7
  21. Миронюк С.Г., Хлебникова О.А. Признаки и геологические предпосылки интрузии морской воды в прибрежные водоносные горизонты (на примере Черного моря) // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2022. № 3. С. 24-37. DOI: 10.31857/S0869780922030067
  22. Ekwok S.E., Ben U.C., Eldosouky A.M. et al. Towards understanding the extent of saltwater incursion into the coastal aquifers of Akwa Ibom State, Southern Nigeria using 2D ERT // Journal of King Saud University – Science. 2022. Vol. 34. Iss. 8. № 102371. DOI: 10.1016/j.jksus.2022.102371
  23. Cheng Xing, YuPing Luo, XiuJun Guo et al. Simulation analysis of monitoring effect of electrical resistivity tomography in seawater-groundwater exchange process // Progress in Geophysics. 2022. Vol. 37. Iss. 6. P. 2622-2629. DOI: 10.6038/pg2022FF0603
  24. Guangxiang Zhu, Xiujun Guo, Le Yu et al. Analysis on Resistivity Characteristics and Resistivity Model Building of Marine Soil with High Clay Content // Journal of Jilin University (Earth Science Edition). 2019. Vol. 49. № 5. P. 1457-1465. DOI: 10.13278/j.cnki.jjuese.20180226
  25. Hao Sun, JiTong Sun, JingXin Wu et al. Simulation analysis of monitoring effect of marine resistivity method in shallow gas evolution process // Progress in Geophysics. 2022. Vol. 37. Iss. 3. P. 1311-1320. DOI: 10.6038/pg2022FF0199
  26. Xiaoteng Xiao, Yufeng Zhang, Tengfei Fu et al. The two salinity peaks mode of marine salt supply to coastal underground brine during a single tidal cycle // Frontiers in Marine Science. 2024. Vol. 10. № 1324163. DOI: 10.3389/fmars.2023.1324163
  27. Tao Zhang, Songyu Liu, Guojun Cai. Correlations between electrical resistivity and basic engineering property parameters for marine clays in Jiangsu, China // Journal of Applied Geophysics. 2018. Vol. 159. P. 640-648. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2018.10.012
  28. Capozzoli L., Giampaolo V., De Martino G. et al. ERT and GPR Prospecting Applied to Unsaturated and Subwater Analogue Archaeological Site in a Full Scale Laboratory // Applied Science. 2022. Vol. 12. Iss. 3. № 1126. DOI: 10.3390/app12031126
  29. Simyrdanis K., Papadopoulos N., Kim J.-H. et al. Archaeological investigations in the shallow seawater environment with electrical resistivity tomography // Near Surface Geophysics. 2015. Vol. 13. P. 601-611. DOI: 10.3997/1873-0604.2015045
  30. Papadopoulos N., Oikonomou D., Simyrdanis K., Loke Meng Heng. Practical considerations for shallow submerged archaeological prospection with 3-D electrical resistivity tomography // Archaeological Prospection. 2022. Vol. 29. Iss. 1. P. 1003-123. DOI: 10.1002/arp.1841
  31. García-Menéndez O., Ballesteros B.J., Renau-Pruñonosa A. et al. Using electrical resistivity tomography to assess the effectiveness of managed aquifer recharge in a salinized coastal aquifer // Environmental Monitoring and Assessment. 2018. Vol. 190. Iss. 2. № 100. DOI: 10.1007/s10661-017-6446-9
  32. Dusart J., Tarits P., Fabre M. et al. Characterization of gas-bearing sediments in the coastal environment using geophysical and geotechnical data // Near Surface Geophysics. 2022. Vol. 20. Iss. 5. P. 478-493. DOI: 10.1002/nsg.12230
  33. Moulds M., Gould I., Wright I. et al. Use of electrical resistivity tomography to reveal the shallow freshwater–saline interface in The Fens coastal groundwater, eastern England (UK) // Hydrogeology Journal. 2023. Vol. 31. Iss. 2. P. 335-349. DOI: 10.1007/s10040-022-02586-2
  34. Королев В.А. Теория электроповерхностных явлений в грунтах и их применение. М.: Сам полиграфист, 2015. 486 с.
  35. Dashko R.E., Karpenko A.G. Scientific-Practical Enhancement Principles for the Long-Term Stability of Cultural Heritage Objects through a Multi-Component Underground Space Analysis // Heritage. 2024. Vol. 7. Iss. 8. P. 4455-4471. DOI: 10.3390/heritage7080210
  36. Дашко Р.Э., Лохматиков Г.А. Верхнекотлинские глины Санкт-Петербургского региона как основание и среда уникальных сооружений: инженерно-геологический и геотехнический анализ // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 180-190. DOI: 10.31897/PMI.2022.13
Статистика
Просмотр аннотаций
19
Просмотр полного текста
8
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Перспективы редкоземельной рудоносности кор выветривания по гранито-гнейсам Соуктальского плутонического комплекса (Северный Казахстан)
2026 М. А. Джунусов, К. Р. Регми, Е. В. Климова, А. В. Резник
Аккумуляция примесных элементов при гидротермальной кристаллизации пирита: селективность поверхностных фаз
2026 С. В. Липко, А. В. Николаев, Д. Н. Бабкин, В. Л. Таусон
Плавающие биоплато Constructed Floating Wetlands – фитотехнология для очистки сточных вод: опыт применения и перспективы использования
2026 Л. А. Иванова, Е. А. Красавцева, Т. Т. Горбачева
Высокоглиноземистые гнейсы чупинской толщи Беломорского подвижного пояса: условия метаморфизма, парциальное плавление и возраст мигматитов
2026 А. В. Юрченко, Ш. К. Балтыбаев, Т. А. Мыскова
Механизм формирования зон микротрещиноватости в образцах пород различных литологических типов при разрушении в условиях объемного напряженного состояния
2026 В. Л. Трушко, М. Д. Ильинов, А. О. Розанов, М. М. Саитгалеев, Д. Н. Петров, Д. А. Карманский, А. А. Селихов
Разработка инженерной методики определения норматива потребления электроэнергии аппаратами воздушного охлаждения
2026 Д. Е. Филимошина