Description:

"Инженерная геология и геоэкология Аэроэлектромагнитная съемка оползня An airborne EM survey of a landfill that leaked Британская геологическая служба подчеркивает необходимость и эффективность применения данных современной многоканальной аэрогеофизики в природоохранных мероприятиях на территории страны. В этой статье Дэвид Бимиш (David Beamish), возглавляющий в БГС аэрогеофизику, описывает некоторые результаты, полученные при детальном обследовании старого оползня. Добыча угля из горизонтов Lower и Middle Coal Measures велась по всей Центральной Шотландии. Часть выработок засыпана, но многочисленные пустоты все еще являются существенным элементом разреза. Природоохранное законодательство требует оценивать воздействие таких объектов на природу и возможность их рекультивации. В этой работе рассмотрено применение аэроэлектроразведки при исследовании засыпанного карьера Истфилд (Eastfield) в 2004 г. в Западном Лотиане (Lothian), Шотландия. Ранее здесь располагались угольные копи Полкеммет (Polkemmet). Целью работ была исследование возможностей метода при оценке воздействия на окружающую среду. К настоящему времени в Великобритании совместными усилиями Британской и Финской геологических служб проведена серия работ с использованием систем с жесткой подвеской под крыльями. Система позволяет вести магниторазведку, радиометрию и частотное зондирование (Peart et al., 2001). Применение аэроЧЗ при исследовании насыпных объектов рассмотрено Бимишем и Мэттсоном (Beamish, 2003; Beamish and Mattsson, 2003). Помимо съемки с самолета возможно использование вертолетов с буксируемой гондолой. В гондоле обычно устанавливается магнитои электроразведочные датчики. Гондола должна идти на очень малой высоте, обычно около 30 м, чтобы обеспечить нужное отношение сигнал шум. Насколько известно автору, в этой статье впервые в Великобритании представляются данные детальной аэроэлектроразведки с вертолета при решении геоэкологических задач. В работе представлены результаты обследования закрытой свалки с помощью аэроэлектроразведки с вертолета в крупном масштабе. Засыпанный старый карьер расположен среди неглубоких выработанных угольных пластов; в дне картера располагались как минимум два шахтных ствола. В 1970-х годах, когда свалка еще эксплуатировалась, с помощью бурения установлено наличие утечек. При решении вопросов, связанных с возобновлением добычи, возникла необходимость оценить возможность загрязнения старыми отходами. Следовало, в частности установить, как далеко загрязнение может продвинуться по имеющемуся разлому на север, в область, подлежащую рекультивации. Данные аэрогеофизики (электрои магниторазведка) получены на шести частотах с аппаратурой RESOLVE, смонтированной в гондоле, при расстоянии между профилями 40 м. Для получения трехмерной геоэлектрической модели проведена одномерная регуляризованная инверсия. В модели насыпные грунты явно оказываются источником вещества с высокой электропроводностью, но не отличаются от других по геохимическому составу. Зоны с электропроводностью примерно втрое выше фоновой, отмечают, по-видимому, ряд ограниченных по глубине горизонтальных путей миграции, расположенных, в основном, ниже дна карьера. Данные наземной геофизики, поставленной в ограниченном объеме, в целом подтверждают модель по данным аэрогеофизики. Методика аэроэлектроразведочных работ Аэроэлектроразведочные работы проведены на шести частотах (0.4 - 110 кГц) с аппаратурой RESOLVE, установленной на вертолете, в рамках исследовательского проекта по применению аэроэлектроразведки в геоэкологии. Кроме того, выполнены измерения магнитного поля цезиевым магнитометром, также установленным на гондоле RESOLVE. Плановая высота полета составляла 30 м. Положение профилей, общей длиной около 54 пог. км, включая три секущих профиля для увязки, показано на рис. 1а. Работами покрыта площадь 1x1.5 км, включающая засыпанный карьер и региональный разлом к северу от него. В ходе работ обнаружен ряд тонкостей при проведении детальной аэроэлектроразведки с буксируемой гондолой. На полеты над населенными пунктами разрешения не было, поэтому южнее объекта исследования профили искривлены по высоте и направлению. Плановое расстояние между меридиональными профилями составляло 20 м, но из-за сравнительно малого опыта пилота удалось добиться расстояния лишь в 40 м. Свалка в карьере Истфилд Карьер Истфилд прорезает выход песчаников в пределах угольных залежей Lower Coal Measures на глубину 31-32 м. Карьер располагался на месте угольных шахт начала 19 века. Известно положение двух шахтных стволов и предполагается наличие еще одного. Заполнение карьера началось в 1950-е годы, когда его сдали в аренду под свалку бытовых отходов. С 1963 г. его стали использовать и под промышленные отходы - краски, растворители, масла, отстой и цианиды, т. е. в основном под жидкие отходы. С 1972 г., когда Закон о хранении ядовитых отходов (Deposit of Poisonous Waste Act) установил более жесткий контроль, было захоронено 47,000 куб. м жидких отходов (в том числе 33,500 куб. м - с маслами). На 55 Рис. 1а Положение профилей (красные линии) на карте масштаба 1:10000. ((c) Собственность Ее Величества. Все права защищены). Линии сетки проведены через 500 м. Рис. 2 Свалка в карьере Истфилд, 1974. Рис. 3 Южная часть отвала №3 в день работ. 115 кГц .2 кГц .4 кГц Мин. tМакс. Кажущаяся проводимость, мСм м Рис.4 Карты кажущейся проводимости на частотах 115, 6.2 и 0.4 кГц. Красным показаны разлом Полкеммет и контур карьера. Прямоугольником отмечена область детального исследования размером 600 x 600 м. Небольшая L-образная область повышенных значений магнитного поля на южной, более низкой стороне отвала соответствует зоне горения. Данные магниторазведки, несмотря на научные интерес, далее не обрабатывались. Данные электроразведки Данные электроразведки с аппаратурой RESOLVE представляют собой импедансы пяти двухпетлевых установок, расположенных в одной плоскости (номинальные частоты 400, 1500, 6200, 25000 и 115000 Гц) и одной установки "петля в петле" на частоте 3300 Гц. Отсчеты снимались 10 раз в секунду, что дало шаг по профилю 3.2 м. Данные можно использовать для построения карт кажущейся проводимости и построения примерной геоэлектрической модели. Стандартная форма представления материалов - карты кажущегося сопротивления, рассчитанного по импедансам на каждой частоте. Результаты такого определения проводимости представлены на рис. 4. Результаты представлены от высоких частот к низким (от малой глубины проникновения поля к большой) на частотах 115000, 6200 и 400 Гц. На участке статистически рассчитаны глубины "центроидов", т. е. "центров тяжести" систем синфазных токов. Средние значения составили 6.9 м (115000 Гц), 14.5 м (25000 Гц), 27.5 м (6200 Гц), 54 м (1500 Гц) и 106 м (400 Гц). Максимальная проводимость свалки отмечена на частоте 6200 Гц. Глубины "центроидов" на этой частоте лежат в пределах 13-20 м. Результаты рис. 4 показывают, что проводимость горизонтов Lower Coal Measure меняется в пределах 5-20 мСм/м (в 4 раза). Региональный разлом Полкеммет не имеет четкого выражения в проводимости. Этого следовало ожидать, поскольку, хотя южный блок опущен примерно на 100 м к югу, состав пород северного и южного блока одинаков. С понижением частоты начинает проявляться аномалия проводимости в направлении северо-восток - юго-запад. Аномалия, наиболее отчетливо проявленная на частоте 400 Гц, имеет М-образную форму (максимум - минимум - максимум); ось аномалии направлена поперек разлома. Это - классическое проявление прямолинейного тока (силового кабеля). Данные трассоискателя аппаруры RESOLVE подтверждают такое истолкование аномалии." Ключевые слова: eage break, основной, горизонт coal, eage, отметить, рекультивация, засыпать, южный, mattsson, интервал глубина, структура отмечаться, отвал, масло, карта, проводимость, peart, ход, coal, геоэлектрический модель, забой, электроразведка, инженерный геология, утверждать, свалка, модель точка, поставленный, север, применение, центроидов, фоновый, глубина, проводить, частота, детальный, установленный, магниторазведка, поле, импеданс, инженерный, прорыть, положение, участок, аэроэлектроразведка, отход, точка, линия, полкеммет, разлом, ограниченный объем, одномерный, шахтный ствол, инверсия, проводимость мсм, geophysics, специальный, современный, миграция, структура, специальный тема, показать, наземный, давать, август, связанный, минимум, тема, горизонт, низкий, показанный, разлом полкеммет, истфилд, вертолет, отмечаться, airborne, буксируемый гондола, геология, предел, уголь, выработка, кгц, аэрогеофизик, направление, модель, нтл связанный, дать, объём, изообъесть, resolve, получить, провести, гондола, добыча, область, break август, профиль, результат полученный, исследование, гц, малый, геоэлектрический, угольный, представленный, beamish, геология геоэкология, карьер, скважина, распределение проводимость, аномалия, break, дать аэрогеофизик, высокий, результат, мсм, landfill, жидкий отход, петля, мсмм связанный, представить, harrison, проводимость высокий, геоэкология, возможность, запасть, вещество, поставить, вертолёт, значение