Оценка возможности метода электротомографии для разделения песчано-гравийных отложений по гранулометрическому составу на основе 3D-моделирования
Номер: 51 Год: 2026 Страницы: 43-55УДК: 550.837
EDN: UNKCZY
Автор(ы):
Куликов Виктор Александрович1 e-mail: vic@nw-geophysics.ruШагарова Наталья Максимовна1
e-mail: nataliashagarova@yandex.ru
Учреждения:
1 - Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Аннотация:
В статье выполнено систематическое математическое 3D-моделирование широкого модельного ряда залежей песчано-гравийных отложений (ПГО), включающего одно-, двух- и трёхфракционные залежи с горизонтальным и вертикальным разделением фракций, в условиях сухих, водонасыщенных и мёрзлых грунтов, как с проводящей вскрышей, так и без неё. Сопоставлены три полевые установки метода электротомографии – четырёхэлектродная Шлюмберже, трёхэлектродная встречная и дипольная встречная. Количественно оценены ошибки восстановления границ и удельного электрического сопротивления (УЭС) различных фракций ПГО при проведении автоматической 2D-инверсии синтетических данных. Показано, что задача разделения залежи ПГО на фракции, представленные обломочными грунтами разного гранулометрического состава, решается лучше в случае преобладания вертикальных границ раздела. При субгоризонтальном залегании необходимо привлечение априорных данных, например георадиолокации или сейсморазведки.
Ключевые слова: ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ, ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИЯ, 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИНВЕРСИЯ, ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА.
Сведения об источниках финансирования: -
1 - Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Аннотация:
В статье выполнено систематическое математическое 3D-моделирование широкого модельного ряда залежей песчано-гравийных отложений (ПГО), включающего одно-, двух- и трёхфракционные залежи с горизонтальным и вертикальным разделением фракций, в условиях сухих, водонасыщенных и мёрзлых грунтов, как с проводящей вскрышей, так и без неё. Сопоставлены три полевые установки метода электротомографии – четырёхэлектродная Шлюмберже, трёхэлектродная встречная и дипольная встречная. Количественно оценены ошибки восстановления границ и удельного электрического сопротивления (УЭС) различных фракций ПГО при проведении автоматической 2D-инверсии синтетических данных. Показано, что задача разделения залежи ПГО на фракции, представленные обломочными грунтами разного гранулометрического состава, решается лучше в случае преобладания вертикальных границ раздела. При субгоризонтальном залегании необходимо привлечение априорных данных, например георадиолокации или сейсморазведки.
Ключевые слова: ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ, ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИЯ, 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИНВЕРСИЯ, ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА.
Сведения об источниках финансирования: -
-
Evaluation of electrical resistivity tomography capabilities for discrimination of sand and gravel deposits by grain-size composition based on 3d modelling
Number: 51 Year: 2026 Pages: 43-55
Number: 51 Year: 2026 Pages: 43-55
Kulikov Victor Alexandrovich1 e-mail: vic@nw-geophysics.ru
Shagarova Natalya Maksimovna1
e-mail: nataliashagarova@yandex.ru
Institutions:
1 - Geological Faculty of Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia.
Abstract
Systematic 3D mathematical modelling of a wide range of sand and gravel deposit (SGD) models was performed, including one-, two- and three-fraction deposits with horizontal and vertical fraction boundaries under conditions of dry, water-saturated and frozen ground, both with and without conductive overburden. Three field arrays of electrical resistivity tomography were compared: four-electrode Schlumberger, three-electrode reciprocal, and dipole reciprocal arrays. The errors in reconstruction of boundaries and electrical resistivity (ER) of different SGD fractions during automatic 2D inversion of synthetic data were quantitatively assessed. It is shown that the problem of separating an SGD body into fractions represented by clastic soils of different grain-size composition is solved best in the case of predominantly vertical fraction boundaries. For subhorizontal layering, prior data such as ground-penetrating radar or seismic exploration are required.
Keywords: SAND AND GRAVEL DEPOSITS, ELECTRICAL RESISTIVITY TOMOGRAPHY, 3D MODELLING, INVERSION, GRAIN-SIZE COMPOSITION, ENGINEERING GEOPHYSICS.
Information about sources of financing: -
1 - Geological Faculty of Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia.
Abstract
Systematic 3D mathematical modelling of a wide range of sand and gravel deposit (SGD) models was performed, including one-, two- and three-fraction deposits with horizontal and vertical fraction boundaries under conditions of dry, water-saturated and frozen ground, both with and without conductive overburden. Three field arrays of electrical resistivity tomography were compared: four-electrode Schlumberger, three-electrode reciprocal, and dipole reciprocal arrays. The errors in reconstruction of boundaries and electrical resistivity (ER) of different SGD fractions during automatic 2D inversion of synthetic data were quantitatively assessed. It is shown that the problem of separating an SGD body into fractions represented by clastic soils of different grain-size composition is solved best in the case of predominantly vertical fraction boundaries. For subhorizontal layering, prior data such as ground-penetrating radar or seismic exploration are required.
Keywords: SAND AND GRAVEL DEPOSITS, ELECTRICAL RESISTIVITY TOMOGRAPHY, 3D MODELLING, INVERSION, GRAIN-SIZE COMPOSITION, ENGINEERING GEOPHYSICS.
Information about sources of financing: -