Экспериментальные исследования эффекта Холла в земле при зондированиях становлением поля в ближней зоне

Abstract

В период с 8 по 15 июля 2018 года сотрудниками Лаборатории геоэлектрики ИНГГ СО РАН проводились полевые исследования в рамках гранта РФФИ № 17-05-00083 А. Исследования направлены на обнаружение и численную оценку эффекта Холла в геологических средах. Этот эффект должен очень слабо проявляться во всех сигналах электромагнитных зондирований. Комплекс электроразведочных методов был выбран в связи с методической эффективностью и относительной простотой выполнения работ. Задачи исследований: выбор участка работ; измерение четырьмя радиальными линиями MN сигналов зондирований становлением в ближней зоне для регистрации компоненты E[R], вызванной эффектом Холла; измерение линией компоненты E[psi] для контроля измерений. Актуальность исследования обусловлена в первую очередь тем, что гальваномагнитные эффекты (в т. ч. и эффект Холла), возникающие в скрещенных электрическом и магнитном полях, хорошо известны в физике, но не исследовались применительно к геологической среде - это значит, что данные эффекты пока неучтенным образом влияют на сигналы в геоэлектромагнитных зондированиях. Актуальность исследования обусловлена в первую очередь тем, что гальваномагнитные эффекты (в т. ч. и эффект Холла), возникающие в скрещенных электрическом и магнитном полях, хорошо известны в физике, но не исследовались применительно к геологической среде - это значит, что данные эффекты пока неучтенным образом влияют на сигналы в геоэлектромагнитных зондированиях. Цель: обнаружение эффекта Холла в геологических средах. Объект: эффект Холла в геологической среде. Методы: зондирование становлением поля в ближней зоне, магнитотеллурическое зондирование. Результаты. Полевые исследования в 2018 г. являются первыми целенаправленными полевыми исследованиями с целью обнаружения эффекта Холла в геологической среде методами электромагнитных зондирований. Цель работ, по мнению самих исследователей, по предварительным данным, достигнута. Получена оценка холловской проводимости ~1-2·10{-3} См/м.

In the period from 8 to 15 July 2018, the employees of the Laboratory of Geoelectricity of Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS conducted field studies under the RFBR grant no. 17-05-00083 A. This effect should be very weak in all signals of controlled source transient electromagnetic method. The studies were carried out by the following electric prospecting methods: complex of electrical prospecting methods was chosen due to the methodical efficiency and relative simplicity of the work. Research problems: work area selection; measurement of transient electromagnetic signals by four radial MN lines for registration of E[R] components, caused by the Hall effect; measurement of E[psi] components for measurements control. The relevance of the research is primarily caused by the fact that the galvanomagnetic effects (including the Hall effect), arising in crossed electric and magnetic fields, are well known in physics, but have not been studied in relation to the geological environment - this means that these effects are not yet accounted for affect the signals of geoelectromagnetic soundings. The main aim of the research is to discover the Hall effect in the geological media. Object: the Hall effect in the geological media. Methods: controlled source transient electromagnetic method, magnetotelluric sounding method. Results. The field studies in 2018 are the first purposeful field studies to detect the Hall effect in the geological environment by electromagnetic sensing methods. In researchers opinion, the goal of research, according to preliminary data, was achieved. The Hall conductivity was estimated at ~1-2·10{-3} S/m.