Методика построения структурных поверхностей по геолого-геофизическим данным на основе машинного обучения на примере реконструкции границы Мохо в Баренцевоморском регионе

Методика построения структурных поверхностей по геолого-геофизическим данным на основе машинного обучения на примере реконструкции границы Мохо в Баренцевоморском регионе
Номер: 38 Год: 2023 Страницы: 3-16

УДК: 550.31, 004.89

EDN: OEAZLL

Автор(ы):

Лыгин Иван Владимирович¹, e-mail: lygin@geophys.geol.msu.ru Арутюнян Давид Артурович¹, e-mail: david-20.97@mail.ru

Чепиго Лев Станиславович¹, e-mail: chepigos@yandex.ru

Кузнецов Кирилл Михайлович¹, e-mail: kuznetsovkm@my.msu.ru Шклярук Алексей Дмитриевич¹, e-mail: alexsh9898@ yandex.ru

Учреждения:
1 - Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия

Аннотация:
В статье рассматривается методика реконструкции глубинных границ по аномалиям потенциальных полей с опорой на сейсморазведочные данные на основе машинного обучения. Отличительной особенностью методики является верификация полученных прогнозных границ по гравитационному полю. Методика апробирована на примере построения глубинной структурной модели Баренцева моря. В статье приводится пример реконструкции границы Мохоровичича (Мохо).

Ключевые слова: гравиразведка, магниторазведка, сейсморазведка, методы машинного обучения, нейронные сети, граница Мохо, подошва осадочного чехла, Баренцево море

Сведения об источниках финансирования: -

Скачать текст Ссылка на цитирование Ссылка на Elibrary

1. Laske, G., Masters., G., Ma, Z. and Pasyanos, M. Update on CRUST1.0 – A 1-degree Global Model of Earth’s Crust, Geophys. Res. Abstracts, 15, Abstract EGU2013-2658, 2013. 2. Artemieva I.M., Thybo H. EUNAseis: a seismic model for Moho and crustal structure in Europe, Greenland, and the North Atlantic region. Tectonophysics, 609. 2013. 97-153. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.08.004. 3. Negretti, M., M. Reguzzoni, and D. Sampietro (2012), A web processing service for GOCE data exploitation, in First International GOCE Solid Earth Workshop, Enschede, The Netherlands. 4. Petrov, O., Morozov, A., Shokalsky, S., Kashubin, S., Artemieva, I.M., Sobolev, N., Petrov, E., Ernst, R.E., Sergeev, S., Smelror, M., 2016. Crustal structure and tectonic model of the Arctic region. Earth Sci. Rev. 154, 29–71. https://doi.org/10.1016/j. earscirev.2015.11.013. 5. NORSART(2006): BARENTS3D, http://www.norsar.no/seismology/barents3d/ 6. Арутюнян, Д. А., Лыгин, И. В., Соколова, Т. Б., Кузнецов, К. М., Широкова, Т. П. и Шклярук, А. Д.Плотностная модель земной коры Баренцева моря. // Труды IX Международной научно-практической конференции Морские исследования и образование (MARESEDU-2020) Том I (III). — Т. 3. — ООО ПолиПРЕСС Тверь, 2020. — С. 505–510. 7. Arutyunyan, D. A., Lygin, I. V., Sokolova, T. B., Bulychev, A. A., Kuznetsov, K. M., and Krivosheya, K. V. Parameters of magmatic formations in the Barents Sea according to hydromagnetic. // Marine Technologies 2019 (Gelendzhik2019). Proceedings of a meeting held 22-26 April 2019, Gelendzhik, Russia. — EAGE. — Netherlands: Netherlands, 2019. — P. 104–109. 8. Интерпретация геофизических материалов: учебное пособие / Лыгин И.В., Соколова Т.Б., Булычев А.А., Коснырева М.В., Старовойтов А.В., Тевелев Ал В., Шалаева Н.В. – Саратов: Вузовское образование, 2020. 223 с. – ISBN 978-5-4487-0685-1. – Текст: электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS [сайт]. – URL: http:www.iprbookshop.ru/93991.html. 9. Кривошея К.В., Лыгин И.В., Соколова Т.Б., Широкова Т.П. Возможности современной гравиразведки и магниторазведки // Деловой журнал Neftegaz.RU. 2019. № 1 (85). С. 66 – 72. 10. Лыгин И.В., Правдивец Д.Д., Сурков М.В., Жаров А.Э., Бакуев О.В., Фомин А.Е. Модель кровли палеогеновых отложений Северной части острова Сахалин по данным гравиразведки и сейсморазведки // Геофизика. 2022. № 3. С. 32–44. 11. Широкова Т.П., Лыгин И.В., Соколова Т.Б. Особенности сейсмогравитационного моделирования в разных физико-геологических ситуациях // Вестник Московского Университета. Серия 4: Геология. 2022. № 1. С. 42 – 53. 12. Бабаянц П.С., Блох Ю.И., Трусов А.А. Изучение строения кристаллического основания платформенных областей по данным магниторазведки и гравиразведки // Геофизика. - 2003. - № 6. - С. 55-58. 13. Афанасенков А.П., Лыгин И.В., Обухов А.Н., Соколова Т.Б., Кузнецов К.М. Объемная реконструкция тектонических элементов Енисей-Хатангской рифтовой системы по результатам комплексной геолого-геофизической интерпретации // Геофизика. 2017. № 2. С. 60 – 70. 14. Шклярук А.Д., Кузнецов К.М. Выделение структурных особенностей потенциальных полей на основе нейронных сетей // Материалы Международного молодежного научного форума Ломоносов-2020 (Москва). Москва. 2020. 15. Колмаков А.В. Методы машинного обучения в задачах комплексной интерпретации данных потенциальных полей и сейсморазведки // Материалы конференции «ГеоЕвразия-2021. Геологоразведка в современных реалиях». Москва. 2021. Том II. С. 76 – 80. 16. Shklyaruk A.D., Kuznetsov K.M., Lygin I.V., Arutyunyan D.A. Algorithms for constructing structural surfaces on geophysical data based on regression and neural networks // In “Engineering and Mining Geophysics 2021”. Netherlands. 2021. P. 1 – 6. DOI: 10.3997/2214-4609.202152046 17. Никитин А.А. Теоретические основы обработки геофизической информации: учебник для вузов. – М.: Недра, 1986. 342 с. 18. Andreas C. Müller, Sarah Guido. Introduction to Machine Learning with Python // O'Reilly Media, Inc. 2016 ISBN: 9781449369415. 19. Чепиго Л.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020615095 GravMagInv3D, выдано 14.05.2020 20. Ivanova N.M., T.S. Sakoulina, Yu.V. Roslov, 2006. Deep seismic investigation across the Barents–Kara region and Novozemelskiy Fold Belt (Arctic Shelf). Tectonophysics 420, 123–140. 21. Ivanova N. M., T. S. Sakulina, I. V. Belyaev, et al., 2011. Depth model of the Barents and Kara seas according to geophysical surveys results. In: Spencer, A. M., Embry, A. F., Gautier, D. L., Stoupakova, A. V. and Sørensen, K. (eds): Arctic Petroleum Geology. Geol. Soc. London, Memoirs, 35 209-221, doi: 10.1144/M35.12 22. Roslov, Yu.V., Sakoulina, T.S. and Pavlenkova, N.I., 2009. Deep seismic investigations in the Barents and Kara Seas, Tectonophysics, 472, 301–308. 23. Grad, M., Tiira, T. ESC Moho Working Group, 2009. The Moho depth of the European plate. Geophys. J. Int. 176, 279–292. 24. Kashubin, S.N., Petrov, O.V., Androsov, E.A., Morozov, A.F., Kaminsky, V.D., Poselov, V.A. 2011: Map of crustal thickness in the Circumpolar Arctic. Region. Geology and metallogeny. 46. 5–13. 25. Jakobsson, M., L. A. Mayer, B. Coakley, et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) Version 3.0, Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2012GL052219. 26. Bonvalot, S., Balmino, G., Briais, A., M. Kuhn, Peyrefitte, A., Vales N., Biancale, R., Gabalda G., Reinquin, F., Sarrailh M., 2012. World Gravity Map. Commission for the Geological Map of the World. Eds. BGI-CGMWCNES-IRD, Paris. 27. Meyer, B., Saltus, R., Chulliat, A. (2016). EMAG2: Earth magnetic anomaly grid (2-arc minute resolution) version 3. National Centers for Environmental Information, NOAA. Model. https://doi.org/10.7289/V5H70CVX. 28. Шлыкова В.В., Величко Б.М., Крюкова Г.Г., и др. Уточнить геологическое строение и перспективы нефтегазоносности северной части Предновоземельской структурной области. Государственный контракт № 21/03/70-31 от 18.05.2011 г. ОАО «МАГЭ». Мурманск, 2012ф. - 1387л., 84р., 57/136гр., 6кн., 5п., 8м.н. 29. Старцева К.Ф. Этапы формирования Восточно-Баренцевского и Северо-Карского бассейнов на основе сейсмостратиграфического анализа: диссертация ... кандидата Геолого-минералогических наук: 25.00.01 / Старцева Ксения Федоровна [Место защиты: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова], 2018 — С. 165. 30. Ступакова, А.В., Суслова, А.А., Большакова, М.А., Сауткин, Р.С., Санникова, И.А. Бассейновый анализ для поиска крупных и уникальных месторождений в Арктике // Георесурсы. 2017. Спецвыпуск. Ч. 1. С. 19-35. DOI: http://doi.org/10.18599/grs.19.4 31. Шипилов Э.В., Шкарубо С.И. Тектоника Баренцевоморской континентальной окраины // Монография «Система Баренцева моря» / под ред. Академика А.П. Лисицына. М.: ГЕОС. 2021. С. 11-25.

Ссылка на XML

Technique for constructing structural surfaces from geological and geophysical data on the basis of machine learning on the example of reconstruction of the Moho border in the Barents sea region
Number: 38 Year: 2023 Pages: 3-16

Lygin Ivan Vladimirovich¹, e-mail: lygin@geophys.geol.msu.ru

Arutyunyan David Arturovich¹, e-mail: david-20.97@mail.ru

Chepigo Lev Stanislavovich¹, e-mail: chepigos@yandex.ru

Kuznetsov Kirill Mikhailovich¹, e-mail: kirillkuz90@yandex.ru

Shklyaruk Alexey Dmitrievich¹, e-mail: alexsh9898@ yandex.ru

Institutions:
1 - Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Abstract
The article discusses a technique for reconstructing deep boundaries from potential field anomalies based on seismic data based on machine learning. A distinctive feature of the technique is the verification of the obtained predictive boundaries by the gravitational field. The technique was tested on the example of constructing a deep structural model of the Barents Sea. The article provides an example of the reconstruction of the Moho border.

Keywords: gravity exploration, magnetic exploration, seismic exploration, machine learning methods, neural networks, moho boundary, sedimentary cap bottom, barents sea

Information about sources of financing: -