Controlled source audio-frequency magnetotellurics (CSAMT)

Je moderná aktívna elektromagnetická metóda. Jej popularita v posledných rokoch neustále stúpa vďaka výbornému rozlíšeniu odporových vrstiev, cenovej a časovej efektivite metódy a tiež pre relatívne jednoduchej interpretáciu výsledkov.

 

Metóda patrí do skupiny elektromagnetických frekvenčných metód. Zaraďujeme ju medzi magnetotelurické metódy pričom ale na rozdiel od štandardných magnetotelurických metód je používaný nezávislý stabilný zdroj elektromagnetického signálu.

 

            Výsledkom je odporový model prostredia. Odpor geologického prostredia vyčleňuje geologické  bloky. Základným i faktormi, ktoré majú vplyv na odpor hornín je okrem samotného petrografického a mineralogického zloženia i porozita hornín, nasýtenie a chemické zloženie kvapalín v horninovom prostredí, prítomnosť minerálnych prímesí.

Metóda CSAMT poskytuje informácie o geologickej štruktúre, litológii, prítomnosti zlomov a iných porúch o hladine podzemnej vody, jej pohybu, salinite a kontaminácii. V spolupráci s ďalšími metódami ako je magentotelurika, gravimetria , magnetometria a seizmika je veľmi efektívnym nástrojom hĺbkového prieskumu.

Hĺbkový rozsah použitia metódy je od 50 m do 1500 m ( vo vhodných geologických podmienkach až do 2 km). Hĺbkový dosah je závislí od použitých vysielacích frekvencií. Bežný používaný rozsah frekvencií je v rozsahu AMT frekvencií ( od 0.5 do 8192 Hz). Čím nižšia použitá frekvencia, tým väčší hĺbkový dosah, ale zároveň sa predlžujú i časy merania.

Výhodou metódy CSAMT oproti metóde AMT je použitie umelého silného zdroja signálu čo umožňuje merať i v oblastiach s vysokou úrovňou elektromagnetického šumu a AMT signál je ťažko detekovateľný, alebo naopak v oblastiach a frekvenciách kde AMT signál je neprítomný.

Základy MT (magnetotelurických) metód boli položené v roku  1953 – Cagnaird a 1950 – Tikhonov. Od roku 1975 sa rozvíja systém umelého kontrolovaného zdroja Goldstein a Strangway, Zonge a Hughes.

Použitie metódy je:

Ložiskový prieskum:        Geologické mapovanie, vyhľadávanie masívnej sulfidickej mineralizácie, vyhľadávanie hydrotermálne alterovaných cieľov, zóny impregnácie, zlomové štruktúry ap.

Hydrogeologický a geotermálny prieskum: geologické štruktúry, litológa, trendy prúdenia vôd, prítomnosť minerálnych prímesí, salinita

Prieskum na uhľovodíky:

Inžinierskogeologický prieskum: hlavne v hlbších oblastiach ako sú napr. tunely

Základný geologický prieskum a geologický výskum: ako doplnková metóda k metóde MT pre plytšie geologické mapovanie ( do 1.5 km)

Logistika merania:

Meranie vyžaduje vysielanie kontrolovaného elektromagnetického signálu presne stanovených frekvencií na strane vysielača (transmitter) a záznam elektrickej a magnetickej zložky elektromagnetického poľa na strane prijímača (receiver)

 Position transmitter-receiver

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vzdialenosť vysielača a prijímača je od 5 do 15 km a závisí na hĺbke prieskumu, odporových podmienok a kvalite signálu (úroveň rušenia)

 

Vysielač je počas merania statický, stojí na jednom mieste. Prijímacia zostava sa pohybuje po meracích bodov.

 

Hustota merania po profile je určujúcim faktorom pre laterálnu rozlíšiteľnosť. Krok merania môže byt od 25m do 500m podľa geologickej úlohy.

Vertikálna rozlíšiteľnosť a hĺbka merania je daná použitými frekvenciami a odporom prostredia. Vertikálna rozlíšiteľnosť je všeobecne od 5 do 20% hĺbky.

 

Na strane transmittera používame miesto uzemnený tripól. To nám umožňuje ľubovolne rotovať prúdový vektor podľa potreby bez nutnosti meniť polohu uzemnenia elektród. Dĺžka každej vetvy tripólu je od 500 do 1000m. Maximálny prúd našej vysielacej zostavy je 60A.

Na strane receivera magnitúda a fáza môžu byť merané od 2 do 5 elektrických a magnetických komponentov Ex , Ey, Hx, Hy, Hz.

Ex, Ey sú navzájom kolmé elektrické dipóly. Hx, Hy, Hz sú magnetické komponenty.

 

transmitter1

transmitter

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

receiver3receiver

 

 

 

 

 

 

 

 

Spracovanie:

 

Hĺbka prieskumu je

 

h =  356*  √ρ/f      , to znamená je priamo úmerná na odpore prostredia a nepriamo úmerná použitej frekvencii.

 

S klesajúcim odporom a stúpajúcou frekvenciou je hĺbka prieskumu plytšia. So stúpajúcim odporom a klesajúcou frekvenciou je hĺbka prieskumu väčšia. Zmenou frekvencie signálu získame krivku vertikálnej sondáže.

 

Prvým krokom spracovanie je PREPROCESSING. Údaje sa zberajú v časovej postupnosti so všetkých použitých senzorov. Úlohou preprocessingu je za pomoci fourierových transformácií previesť tieto údaje z časovej do frekvenčnej domény. Po vykonaní preprocessingu získame údaje vo formáte *.edi, čo je štandardný medzinárodných formát pre elektromagnetické údaje.

V ďalšom spracovaní sa používajú 1D a 2D inverzné software pomocou ktorých sa vytvárajú odporové modely.

 

Výsledkom meraní sú odporové vertikálne rezy, odporové blokové modely. Pri plošnom meraní to môžu byť i horizontálne rezy a 3d odporový model prostredia.

 

Spoločnosť Koral vlastní kompletný systém MT/CSAMT, spracovateľský software ZOND1DMT a ZOND2DMT, zároveň úzko spolupracujeme s výrobcami prístrojov MT/CSAMT spoločnosťou METRONIX a tvorcami softwaru ZOND. Výsledkom dobrej spolupráce s výrobcom prístrojov a producentom software je spoločná case study v roku 2013.

 

Projekty:

 

Z významnejších projektov, ktoré spoločnosť KORAL riešila pomocou metódy CSAMT  sú to ložiskovo-geologické prieskumy  žily Strieborná v Čucme, oblasť Pača Rožňava, mastencové ložisko Gemerská Poloma, inžiniersko-geologický prieskum na Soroške, hydrogeologické prieskumy na Dargove, v oblasti Bešeňovej-Lúčky, v Demänovskej doline.

 

Príklady výsledkov:

 

Ložiskový prieskum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3D odporový model

 

 

Hydrogeologický prieskum - odporový model a blokový odporový model

Geologické mapovanie - odporový model